perancangan prototype prosthetic jari …... · tabel 2.2 anova eksperimen faktorial 3 faktor...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
PERANCANGAN PROTOTYPE PROSTHETIC JARI TANGAN MENGGUNAKAN MEKANISME PENGGERAK SISTEM
CROSS CABLE DAN SISTEM CROSS BAR
Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
DAVIT WITJAKSONO
I 1307005
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
PERANCANGAN PROTOTYPE PROSTHETIC JARI TANGAN MEKANISME PENGGERAK SISTEM CROSS CABLE DAN
SISTEM CROSS BAR
Skripsi
DAVIT WITJAKSONO
I 1307005
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati dan kebesaran jiwa, penulis panjatkan
puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan berkat rahmat
dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini seperti
yang diharapkan. Atas bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus Yang Maha Kasih, selalu menjaga dan merawatku
hingga saat ini
2. Bapak dan ibu, kedua orang tua tercinta yang selalu memberikan dukungan
perhatian, kasih sayang, dan doa di setiap perjalanan hidupku.
3. Dina Setiawati, Abednego Danu Setiawan, Mesakh Dani Setiawan my lovely
brother and sister yang selalu ada untuk mendukung dalam segala hal dan
memberi motivasi untuk selalu siap dengan apapun yang terjadi.
4. Bapak Sugeng dan Ibu Wiwik, yang sudah menjadi orang tua keduaku, trima
kasih atas segalanya.
5. Keluarga besar yang tak henti-hentinya membantu dan mendukung serta
mendoakan sampai saat ini.
6. Bapak Dr. Cucuk Nur Rosyidi, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Industri
atas segala fasilitas yang diberikan selama masa perkuliahan.
7. Bapak Ilham Priadythama, ST, MT dan Ibu Dr. Ir. Susy Susmartini, MSIE
selaku dosen pembimbing skripsi I dan dosen pembimbing skripsi II yang
selalu membimbing, memberikan wawasan dan motivasi selama penyusunan
laporan skripsi.
8. Ibu Azizah Aisyati, ST, MT dan Bapak Yusuf Priyandari, ST, MT selaku
dosen penguji skripsi I dan dosen penguji skripsi II yang memberikan kritik
dan saran untuk perbaikan laporan skripsi.
9. Bapak Azizah Aisyati, ST, MT selaku Pembimbing Akademis, atas segala
bimbingan dan nasehatnya selama ini.
10. Segenap Dosen-Dosen Teknik Industri Universitas Sebelas Maret atas
pendidikan yang diberikan dan seluruh staf-staf yang telah banyak membantu.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
11. Tiwi yang telah banyak membantu dan memberikan informasi selama
penyusunan laporan skripsi ini.
12. Putri, Tiwi, Yulia, Yopi, Vincent, Indra yang bersedia menemani selama
pengerjaan alat.
13. David yang telah menjadi teman seperjuangan untuk mondar-mandir dan
bimbingan. !!
14. Sahabatku Mamet, yang sudah banyak direpotin untuk jadi tukang ojek dan
nemenin dalam kegiatan apapun selama kita kuliah dari awal semester.
15. Miftah dan Yopi, kalian teman yang hadir disaat-saat akhir.
16. Beny Putranto, kakak seperguruanku bertukar pengalaman hidup.
17. S-BMW, senang menjadi bagian dari kalian.
18. Silmie, trima kasih udah nitipin motornya yang sering aku pake...he...he..
19. Aris, trima kasih aku boleh numpang ditempatmu sementara.
20. Keluarga besar Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk (P3)
angkatan 2007, Witjak, Putri, Indra, Taruna, Silmie, David, Amrina
terimakasih untuk segala sesuatu serta kebersamaannya selama ini. Semoga
persahabatan kita semakin erat. Hidup Evolution Soul of P3!!
21. Keluarga besar Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk (P3)
angkatan 2008 dan 2009, terima kasih atas bantuannya.
22. Teman-teman seperjuangan di periode sidang yang sama Filina, David, Bobo,
Habibi, Dias, Wisnu, Bayu . R, Terima kasih untuk kebersamaan di depan
Jurusan, informasi-informasi, dan semua-muanya.
23. Aci, Beny, Filina, Indra, Yopi, Miftah, Catur, Bayu, David, Bobo, Desi,
Ajeng, Febri, Nanung, Salmet, Vincent, Diah, Monica, Rani, Amrina, Nurul,
Sally, Yustin, Zakiah, Pendy, Aris, Novita, Sustika, Mita, Siwi, Silmie, Putri,
Yulia. Keluarga besar nonreg yang saya banggakan. Trima kasih sudah
menjadi teman terdekatku disolo.
24. Teman-temanku angkatan 2007 di Teknik Industri yang tidak dapat disebutkan
satu persatu, atas segala warna hidup dan kenangan indah yang diberikan.
25. Seluruh keluarga besar Teknik Industri, yang tidak dapat disebutkan satu per
satu.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
26. Semua pihak yang pernah aku pinjem laptopnya, nebeng ngeprint, dll selama
pengerjaan skripsi ini.
27. Semua pihak yang belum tertulis di atas, yang telah banyak membantu dalam
proses pengerjaan skripsi ini.
Akhir kata Penulis berharap semoga laporan skripsi ini dapat berguna bagi
Penulis pribadi, bagi Jurusan Teknik Industri dan untuk siapa saja yang
membutuhkan. Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan ini masih jauh dari
sempurna karena segala keterbatasan yang ada. Oleh sebab itu, dengan segenap
kerendahan hati Penulis menerima saran dan kritik untuk perbaikan atas
kekurangan yang ada.
Surakarta, Agustus 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
LEMBAR PENGESAHAN ii
LEMBAR VALIDASI iii
SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH iv
SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH v
KATA PENGANTAR vi
ABSTRAK viii
ABSTRACT ix
DAFTAR ISI x
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR GAMBAR xvi
BAB I PENDAHULUAN I-1
1.1. Latar Belakang Penelitian I-1
1.2. Perumusan Masalah I-3
1.3. Tujuan Penelitian I-3
1.4. Manfaat Penelitian I-4
1.5. Batasan Masalah I-4
1.6. Asumsi Penelitian I-4
1.7. Sistematika Penulisan I-4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II-1
2.1. Tangan Manusia II-1
2.1.1. Anatomi Tangan Manusia II-1
2.2. Prosthetic Tangan II-3
2.2.1. Jenis Prosthetic Tangan II-3
2.2.2. Perkembangan Prosthetic Tangan II-6
2.3. Konsep Dasar Prototype II-8
2.3.1. Esensi Dasar dan Type Prototype II-8
2.3.2. Kegunaan Prototype II-9
2.3.3. Prinsip Prototype II-9
2.4. Gaya II-10
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
2.5. Desain Eksperimen II-11
2.5.1. Factorial Eksperimen II-14
2.5.2. Randomize Block Design II-17
2.5.3. Uji Asumsi II-19
2.6. Penelitian Sebelumnya II-23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN III-1
3.1 Identifikasi Masalah III-3
3.2 Pengumpulan Dan Pengolahan Data III-5
3.3 Analisis dan Kesimpulan III-10
3.4 Kesimpulan dan Saran III-10
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA IV-1
4.1 Pengumpulan Data IV-1
4.1.1. Deskripsi Masalah Prosthetic Jari Tangan IV-1
4.1.2. Identifikasi Masalah Prosthetic Jari Tangan IV-2
4.2. Pengolahan Data IV-7
4.2.1. Tahap Functional Domain IV-8
4.2.2. Tahap Physical Domain IV-9
4.2.3. Tahap Process Domain IV-18
4.3. Uji Eksperimen IV-24
4.3.1. Tahap Pengujian Eksperimen IV-24
4.3.2. Perhitungan Gaya Tarik Dinamis Prototype Prosthetic Jari
Tangan
IV-27
4.3.3. Pengolahan Data Statistik IV-28
4.3.4. Uji Anova IV-41
4.3.5. Analisis Hasil Uji Variansi IV-53
BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL V-1
5.1 Analisis Hasil Penelitian
5.1.1 Perangkat link prosthetic jari tangan
5.1.2 Perangkat base prototype prosthetic jari tangan
5.1.3 Perangkat sistem penggerak yang terdiri dari komponen
sistem penggerak cross cable dan komponen sistem
penggerak cross bar
V-1
V-2
V-3
V-4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
5.1.4 Analisis Gaya Tarik Dinamis
5.1.5 Analisis Hasil Uji ANOVA
V-5
V-5
5.2. Interpretasi Hasil V-6
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN VI-1
6.1 Kesimpulan VI-1
6.2 Saran VI-2
DAFTAR PUSTAKA xviii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Skema umum data sampel eksperimen faktorial menggunakan II-14
3 faktor dan dengan n observasi tiap sel
Tabel 2.2 Anova eksperimen faktorial 3 faktor desain acak sempurna II-17
Tabel 2.3 Susunan k x b untuk randomize blok design II-18
Tabel 2.4 Anova randomize block design II-19
Tabel 2.5 Skema umum daftar analisis ragam uji homogenitas II-22
Tabel 4.1 Permasalahan yang timbul pada desain prosthetic jari tangan IV-5
mekanisme sistem penggerak cross cable dan cross bar
Tabel 4.2 Usulan perbaikan dan pengembangan pada prosthetic jari IV-6
tangan serta atribut perancangan
Tabel 4.3 Kebutuhan fungsional dalam pengembangan IV-8
Tabel 4.4 Kekuatan material IV-10
Tabel 4.5 Dimensi prosthetic jari tangan IV-12
Tabel 4.6 Hasil proses grinding komponen penyusun prosthetic jari IV-19
tangan
Tabel 4.7 Hasil proses grinding komponen penyusun prosthetic jari IV-22
tangan
Tabel 4.8 Data hasil pengujian eksperimen 1 IV-28
Tabel 4.9 Data hasil pengujian eksperimen 2 IV-28
Tabel 4.10 Hasil pengukuran gaya tarik dinamis IV-30
Tabel 4.11 Perhitungan uji lilliefors gaya tarik dinamis IV-32
Tabel 4.12 Residual data antar level faktor pembebanan dan desain IV-33
Tabel 4.13 Uji levene dikelompokkan berdasarkan faktor pembebanan IV-34
Tabel 4.14 Residual data gaya tarik dinamis IV-34
Tabel 4.15 Hasil pengukuran gaya tarik dinamis IV-36
Tabel 4.16 Perhitungan uji lilliefors gaya tarik dinamis IV-38
Tabel 4.17 Residual data antar level faktor pembebanan dan desain IV-39
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
Tabel 4.18 Uji levene dikelompokkan berdasarkan faktor pembebanan IV-40
Tabel 4.19 Residual data gaya tarik dinamis IV-40
Tabel 4.20 Data hasil pengujian eksperimen 1 IV-43
Tabel 4.21 Hasil penjumlahan data hasil pengujian eksperimen 1 IV-43
Tabel 4.22 Anova untuk pengujian eksperimen 1 IV-44
Tabel 4.23 Data hasil pengujian eksperimen 2 IV-45
Tabel 4.24 Hasil penjumlahan data hasil pengujian eksperimen 2 IV-46
Tabel 4.25 Anova untuk pengujian eksperimen 2 IV-47
Tabel 4.26 Data hasil pengujian eksperimen 1 IV-48
Tabel 4.27 Hasil penjumlahan data hasil pengujian eksperimen 1 IV-49
Tabel 4.28 Anova untuk pengujian eksperimen 1 IV-50
Tabel 4.29 Data hasil pengujian eksperimen 1 IV-51
Tabel 4.30 Hasil penjumlahan data hasil pengujian eksperimen 2 IV-52
Tabel 4.31 Anova untuk pengujian eksperimen 2 IV-53
Tabel 5.1 Kesetaraan desain prototype prosthetic jari tangan V-2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur tulang pada tangan manusia II-2
Gambar 2.2 Joint pada tangan manusia II-2
Gambar 2.3 Passive prostheses II-4
Gambar 2.4 Body powered prostheses II-5
Gambar 2.5 Myoelectric devices II-6
Gambar 2.6 Prosthetic tangan kosmetik II-7
Gambar 2.7 Prosthetic tangan fungsional jenis prehensor dan hook II-7
Gambar 2.8 Prosthetic tangan kosmetik dan fungsional II-7
Gambar 2.9 Desain prosthetic jari tangan dengan sistem cable II-23
Gambar 2.10 Desain prosthetic jari tangan dengan sistem bar II-24
Gambar 3.1 Metodologi penelitian III-1
Gambar 4.1 (a) Struktur tangan manusia dan (b) struktur prosthetic
tangan IV-2
Gambar 4.2 Desain prosthetic jari tangan sistem cross cable IV-3
Gambar 4.3 Desain prosthetic jari tangan sistem cross bar IV-4
Gambar 4.4 Material bahan PVC yang digunakan untuk pembuatan
komponen prototipe prosthetic jari tangan IV-10
Gambar 4.5 Komponen joint prosthetic jari tangan IV-11
Gambar 4.6 Dimensi komponen joint prosthetic jari tangan IV-11
Gambar 4.7 Komponen poros penyangga IV-12
Gambar 4.8 Komponen link 1 prosthetic jari tangan IV-13
Gambar 4.9 Dimensi link 1 prosthetic jari tangan IV-14
Gambar 4.10 Komponen Prototype Link 2 prosthetic jari tangan IV-14
Gambar 4.11 Dimensi link 2 prosthetic jari tangan IV-14
Gambar 4.12 Komponen Prototype Link 3 prosthetic jari tangan IV-15
Gambar 4.13 Dimensi link 3 prosthetic jari tangan IV-15
Gambar 4.14 Komponen prototype base prosthetic jari tangan sistem cable IV-16
Gambar 4.15 Dimensi base prosthetic jari tangan sistem cable IV-16
Gambar 4.16 Desain prosthetic jari tangan dengan sistem cable IV-17
Gambar 4.17 Komponen bar IV-18
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
Gambar 4.18 Proses assembling pada bagian prosthetic jari tangan
prosthetic jari tangan sistem cable IV-20
Gambar 4.19 (a). Desain prosthetic jari tangan (sistem cable),
(b). prototype prosthetic jari tangan sistem cable IV-20
Gambar 4.20 Proses assembling pada bagian prosthetic jari tangan
prosthetic jari tangan sistem cross bar IV-23
Gambar 4.21 (a). Desain prosthetic jari tangan (sistem bar),
(b). prototype prosthetic jari tangan sistem bar IV-23
Gambar 4.22 Plot residual data gaya tarik dinamis IV-35
Gambar 4.23 Plot residual data gaya tarik dinamis IV-41
Gambar 5.1 Pengujian Eksperimen V-7
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
I-1
BAB I PENDAHULUAN
Ketiadaan salah satu alat gerak menjadi masalah khusus bagi seorang
manusia, akibatnya fungsi yang seharusnya dijalankan oleh organ tubuh tersebut
menjadi terganggu dan tidak dapat dilaksanakan, sehingga muncul alat bantu
pengganti bagian tubuh yang hilang yang disebut dengan prosthetic.
1.1 LATAR BELAKANG
Desain, pengembangan dan analisis prosthetic tangan robot masih menjadi
tema penelitian aktif di seluruh dunia setelah lebih dari dua puluh tahun sejak
model pertama diumumkan pada awal tahun 1980-an (Saliba dan axiax, 2007).
Perkembangan prosthetic tangan manusia pada umumnya sangat dibantu oleh
studi anatomi tubuh manusia. Pendekatan yang terbaik dalam merancang
prosthetic tangan adalah dengan mengadopsi bentuk serta sistem kerja yang ada
pada tangan manusia. Persyaratan mendasar dalam perancangan prosthetic tangan
adalah dengan menggunakan data antropometri tubuh manusia sebagai acuan
perancangan, sehingga prosthetic tangan diharapkan dapat disesuaikan dengan
bagian tubuh manusia, baik dalam aspek fisik maupun aspek fungsional pada
pengaplikasiannya (Zollo et al, 2007). Persyaratan umum dalam perancangan
prosthetic jari tangan manusia diantaranya, prosthetic jari tangan manusia
diharapkan memiliki berat yang ringan, namun cukup kuat. Selain itu, jari-jari
prosthetic tangan manusia memungkinkan untuk berada pada kondisi diam
ataupun saat melakukan gerakan. Ukuran prosthetic jari tangan manusia harus
serupa dengan ukuran jari tangan manusia normal, baik dalam ukuran panjang dan
ukuran lebarnya. Persyaratan umum yang terakhir yaitu, prosthetic jari tangan
manusia harus mampu mengirimkan kekuatan tertentu untuk melakukan gerakan
(Dechev, et al, 1999).
Prosthetic tangan manusia sebagai alat fungsional diharapkan mampu
menjalankan enam model gerakan dasar tangan manusia, yaitu cylindrical, lateral,
palmar, hook, tip, dan spherical. Enam model gerakan tersebut sangat dipengaruhi
oleh desain prosthetic jari tangan manusia, mekanisme sistem penggerak yang
bekerja pada desain prosthetic jari tangan manusia serta gaya tarik yang bekerja
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
I-2
pada sistem penggerak (Martel dan Gini, 2007). Aspek fungsional prosthetic
tangan manusia yang paling penting adalah kemudahan dalam pengoperasiannya
dan memiliki gaya tarik yang rendah ketika digunakan dalam melakukan
penggenggaman objek benda (Wilmer Group, 2000).
Sanjaya (2009), dalam penelitiannya mendefinisikan gaya tarik pada
prosthetic tangan manusia merupakan gaya yang terjadi pada sistem gerak agar
prosthetic tangan manusia tersebut dapat bekerja, gaya tarik tersebut terdiri dari
gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis. Gaya tarik dinamis adalah gaya yang
dibutuhkan untuk menggerakkan jari-jari prosthetic tangan manusia, sedangkan
gaya tarik statis merupakan gaya yang dibutuhkan untuk menahan objek benda
yang dipegang.
Terdapat dua mekanisme sistem penggerak pada desain prosthetic jari
tangan manusia yang digunakan dalam penelitian-penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya, mekanisme sistem penggerak tersebut adalah sistem penggerak cross
cable dan cross bar. Sistem penggerak cross cable adalah sistem penggerak pada
desain prosthetic jari tangan manusia dengan menggunakan penarik berupa kabel
yang dirangkaikan pada desain prosthetic, sedangkan sistem penggerak cross bar
adalah sistem penggerak pada desain prosthetic jari tangan manusia dengan
menggunakan bar atau dapat juga disebut rigid link yang kemudian disusun dalam
desain prosthetic jari tangan manusia.
Beberapa penelitian dengan tema prosthetic jari tangan manusia telah
dilakukan, diantaranya adalah Saliba dan Axiax (2007), melakukan penelitian
mengenai desain prosthetic jari tangan manusia dengan menggunakan mekanisme
sistem penggerak cross cable. Desain ini mengadopsi struktur jari tangan manusia
yang terdiri dari tiga segmen ruas jari yaitu proximal phalanx, medial phalanx,
serta distal phalanx. Komponen cable dirangkaikan pada desain prosthetic jari
tangan tepatnya pada ujung komponen distal phalanx, kemudian komponen cable
dihubungkan pada komponen palm. Pada saat cable ditarik, maka cable menegang
sehingga komponen distal phalanx akan tertarik kemudian bergerak mengikuti
arah tarikan dari cable hingga membentuk gerakan flexi atau gerak jari menutup.
Beberapa kekurangan yang ada pada desain ini adalah belum memiliki sistem
tarik untuk gerakan extensi atau gerak jari membuka dan hanya memiliki sistem
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
I-3
tarik untuk gerakan flexi atau gerak jari menutup. Penelitian yang selanjutnya
dilakukan oleh Dechev, et al (1999), desain prosthetic jari tangan sistem gerak
cross bar terdiri dari beberapa komponen bar atau dapat juga disebut rigid link
yang dirangkai dengan menggunakan komponen joint sebagai penghubung antar
bar. Sistem kerja pada desain prosthetic jari tangan sistem gerak cross bar
terletak pada rangkaian rigid link yang terhubung satu sama lain, sehingga saat
terjadi pergerakan pada salah satu segmen, maka rigid link yang ada pada tiap
segmen akan saling mendorong ataupun menarik. Beberapa kekurangan yang ada
pada desain ini adalah, pergerakan rigid link yang kaku mengakibatkan tidak
sempurnanya gerakan menutup dan membuka pada prosthetic jari tangan. Selain
itu dari aspek fisik desain prosthetic jari tangan tersebut kurang mencerminkan
bentuk tangan manusia, karena desain ini belum mengadopsi struktur jari tangan
manusia yang terdiri dari tiga segmen ruas jari yaitu proximal phalanx, medial
phalanx, serta distal phalanx.
Sepanjang studi literatur yang telah dilakukan, belum ditemukan publikasi
karya ilmiah yang memberikan alternatif solusi terhadap kekurangan yang
terdapat pada kedua desain tersebut. Untuk memperoleh gerakan flexi dan extensi
pada prosthetic jari tangan manusia sistem cross cable, perlu dilakukan perbaikan
terhadap jalur rangkaian cable. Perbaikan yang perlu dilakukan yaitu dengan
menambahkan jalur rangkaian cable untuk gerakan prosthetic jari tangan manusia
membuka. Kedua rangkaian cable dipasang bersilangan dengan memanfaatkan
komponen joint sebagai pembatas diantara kedua rangkaian cable tersebut. Selain
itu perlu ditambahkan pula komponen poros penyangga sebagai tempat tautan
cable antar phalanx, sehingga prosthetic jari tangan manusia sistem cable dapat
bergerak membuka atau menutup. Sedangkan untuk mengatasi permasalahan yang
terdapat pada prosthetic jari tangan manusia sistem cross bar yaitu dengan
melakukan perbaikan desain bar atau rigid link yang dapat diterapkan dan
disesuaikan dengan bentuk dan ukuran dari link prosthetic jari tangan manusia.
Berdasarkan alasan tersebut maka dalam penelitian kali ini, perlu
dilakukan perancangan prototype prosthetic jari tangan manusia yang mengadopsi
struktur jari tangan manusia dengan mengaplikasikan mekanisme cross bar dan
cross cable sebagai sistem penggeraknya, kemudian melakukan perbandingan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
I-4
terhadap kedua prototype prosthetic jari tangan manusia tersebut dengan
melakukan eksperimen untuk mencari gaya tarik dinamis terkecil yang dibutuhkan
oleh kedua prototype prosthetic jari tangan manusia dalam melakukan gerakan
flexi. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat dijadikan rekomendasi
pengembangan penelitian tentang prosthetic tangan manusia fungsional
selanjutnya.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka permasalahan dalam
penelitian ini adalah “bagaimana merancang prototype prosthetic jari tangan
manusia yang mengadopsi struktur jari tangan manusia dengan mekanisme sistem
penggerak cross bar dan cross cable, kemudian melakukan eksperimen untuk
mencari gaya tarik dinamis terkecil yang dibutuhkan oleh kedua prototype
prosthetic jari tangan manusia dalam melakukan gerakan flexi”.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian tangan prosthetic, yaitu:
1. Membuat dua prototype rancangan prosthetic jari tangan manusia yang
masing-masing mengaplikasikan mekanisme sistem penggerak cross cable
dan sistem cross bar.
2. Mendapatkan besar gaya tarik dinamis yang dibutuhkan oleh kedua prototype
rancangan prosthetic jari tangan manusia yang masing-masing
mengaplikasikan mekanisme sistem penggerak cross cable dan sistem cross
bar, serta membandingkan besarnya gaya tarik dinamis prosthetic jari tangan
manusia yang digunakan untuk melakukan gerakan flexi.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Hasil eksperimen nantinya dapat melengkapi penelitian tentang prosthetic
tangan manusia fungsional yang telah ada, serta memberikan arahan rekomendasi
pengembangan penelitian tentang prosthetic tangan manusia fungsional
selanjutnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
I-5
1.5 BATASAN MASALAH
Batasan masalah dari penelitian mengenai studi kajian pengembangan
prosthetic jari tangan manusia, sebagai berikut:
1. Kriteria yang digunakan dalam membandingkan dua desain prosthetic jari
tangan manusia dengan dua jenis mekanisme sistem penggerak adalah besar
gaya tarik dinamis pada prosthetic jari tangan manusia yang digunakan untuk
melakukan gerakan flexi.
2. Pengukuran gaya tarik dinamis prosthetic jari tangan manusia, dilakukan
hanya terhadap prosthetic jari telunjuk.
3. Dimensi prosthetic jari tangan manusia menggunakan ukuran tangan manusia
berumur 21 tahun mengacu pada penelitian Saliba dan Axiax (2007).
4. Gaya tarik dinamis yang dihasilkan hanya berlaku terhadap bahan pembuat
prosthetic jari tangan manusia pada penelitian ini.
1.6 ASUMSI PENELITIAN
Dalam pengukuran aktual gaya tarik dinamis dan kecepatan respon
prosthetic jari tangan manusia dilakukan tanpa memperhitungkan gaya gesek yang
terdapat pada alat bantu sistem penarik.
1.7 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan dibuat agar dapat memudahkan pembahasan
penyelesaian masalah dalam penelitian ini. Penjelasan mengenai sistematika
penulisan, dapat dijelaskan pada sub bab berikut ini.
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan berbagai hal mengenai latar belakang penelitian,
perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan
masalah, asumsi-asumsi dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan teori-teori yang dipakai untuk mendukung
penelitian, sehingga perhitungan dan analisis dilakukan secara teoritis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
I-6
Tinjauan pustaka diambil dari berbagai sumber yang berkaitan
langsung dengan permasalahan yang dibahas dalam penelitian.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tahapan yang dilalui dalam penyelesaian masalah secara
umum yang berupa gambaran terstruktur dalam bentuk flowchart sesuai
dengan permasalahan yang ada mulai dari studi pendahuluan,
pengumpulan data sampai dengan pengolahan data dan analisis.
BAB IV : PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
Bab ini berisi data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah,
kemudian dilakukan pengolahan data secara bertahap.
BAB V : ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL
Bab ini memuat uraian analisis dan intepretasi dari hasil pengolahan
data yang telah dilakukan
BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menguraikan target pencapaian dari tujuan penelitian dan
kesimpulan yang diperoleh dari pembahasan masalah. Bab ini juga
menguraikan saran dan masukan bagi kelanjutan penelitian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan teori-teori yang diperlukan dalam mendukung
penelitian. Bagian pertama bab ini membahas tentang anatomi dan gerakan tangan
manusia untuk mengetahui prinsip dan fungsi dasar tangan manusia. Pengetahuan
mengenai pengembangan prosthetic tangan diperlukan guna menunjang
pembahasan masalah. Sedangkan pengetahuan mengenai konsep gaya dan pegas
diperlukan dalam proses pelaksanaan eksperimen. Teori-teori yang berkaitan
dengan konsep dasar desain eksperimen faktorial dan Anova diperlukan dalam
proses pengolahan data dan analisa.
2.1 TANGAN MANUSIA
Tangan manusia merupakan salah satu anggota gerak tubuh manusia yang
penting dalam melakukan aktivitas sehari-hari. Tangan manusia berfungsi sebagai
alat penyeimbang dan pendukung tubuh (Tosberg, 1962).
2.1.1 Anatomi tangan manusia
Struktur penyusun tulang telapak tangan manusia terdiri dari banyak tulang
kecil yang disebut dengan bagian carpal, bagian metacarpal, dan bagian phalanx.
Tulang pada telapak tangan orang normal terdiri dari 27 tulang, yaitu delapan
tulang carpal, lima tulang metacarpal, dan 14 tulang phalanges. Pada bagian
tulang carpal, terdapat tulang-tulang kecil yang menyusun bagian tersebut, yaitu
tulang lunate, tulang triquetrum, tulang capitates, tulang scapoid, tulang
trapezium, dan tulang trapezoid. Pada bagian metacarpal, terdiri dari tulang
metacarpal untuk empat jari (jari telunjuk, jari tengah, jari manis, dan jari
kelingking) serta tulang metacarpal pollicis yang menghubungkan antara tulang
trapezium pada bagian carpal dengan phalanx distalis pada tulang ibu jari. Pada
bagian jari (jari telunjuk, jari tengah, jari manis, dan jari kelingking), terdapat tiga
tulang kecil yang menyusunnya, yaitu tulang phalanx proximalis, phalanx media,
dan phalanx distalis. Sedangkan pada ibu jari, komponen penyusun tulang jari
terdiri dari phalanx proximalis dan phalanx distalis. Struktur tulang pada tangan
manusia dapat dilihat pada gambar 2.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-2
Gambar 2.1 Struktur tulang pada tangan manusia Sumber: Papaioannaou, 2000
Pergelangan tangan terdiri dari 10 tulang carpal yang kecil tetapi dapat
dibagi berdasarkan fungsi menjadi radiocarpal dan mid-carpal joint. Radiocarpal
joint adalah artikulasi dimana seluruh gerakan tangan terjadi. Radiocarpal joint
meliputi ujung dari tulang radius dan dua tulang carpal (tulang scapoid dan
lunate), serta kontak yang minimal dengan tulang triquetrum. Ellipsoid joint ini
memberikan gerakan pada dua bidang: flexion-extension dan radial-ulnar flexion.
Gambar 2.2 Joint pada tangan manusia Sumber: Hamill, 2009
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-3
Pada tulang carpal terdapat dua baris utama, yaitu baris proximal dan baris
distal. Baris proximal terdiri dari tiga tulang carpal yang berperan dalam fungsi
joint dari pergelangan tangan (lunate, scaphoid, dan triquetrum) dan tulang
pisiform yang terdapat pada bagian tengah tangan. Pada baris distal, juga terdapat
empat tulang carpal, yaitu trapezium, trapezoid, capitates, dan hamate. Artikulasi
antara dua baris carpal disebut midcarpal joint, dan artikulasi antara sepasang
tulang carpal disebut intercarpal joint. Baris proximal lebih mudah bergerak
daripada baris distal.
Artikulasi carpometacarpal joint (CMC) menghubungkan tulang carpal
dengan masing-masing jari tangan melalui metacarpal. Masing-masing
metacarpal dan phalanx juga disebut sebagai sebuah ray. Terdapat beberapa
jumlah tulang dari ibu jari sampai jari kelingking, dengan ibu jari sebagai ray
pertama dan jari kelingking sebagai ray kelima. Artikulasi CMC adalah sebuah
joint yang memberikan gerakan yang lebih banyak pada ibu jari dan gerakan yang
lebih sedikit pada jari lainnya. CMC joint pada ray yang pertama (ibu jari), adalah
sebuah saddle joint yang terdiri dari artikulasi antara trapezium.
Metacarpophalangeal joint (MCP) adalah joint yang menghubungkan
antara metacarpal dengan tulang phalanges. MCP joint memungkinkan gerakan
pada dua bidang: flexion-extension dan abduction-adduction. Masing-masing jari
memiliki dua interphalangeal joint (IP), yaitu proximal interphalangeal (PIP) dan
distal interphalangeal (DIP). Ibu jari hanya memiliki satu IP joint karena hanya
memiliki dua phalanx, yaitu proximal dan distal phalanx (Hamill, 2009).
2.2 PROSTHETIC TANGAN
Prosthetic merupakan alat bantu pengganti bagian tubuh manusia yang
hilang. Bentuk dan fungsi prosthetic disesuaikan dengan bagian tubuh yang
hilang. Penjelasan mengenai prosthetic tangan dapat dilihat pada sub bab, di
bawah ini.
2.2.1 Jenis Prosthetic Tangan
Ada beberapa jenis prosthetic tangan yang telah didesain selama ini.
Beberapa dari desain tangan prosthetic tersebut awalnya hanya berfungsi sebagai
kosmetik meskipun dapat digunakan untuk melakukan gerakan pemegangan yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-4
terbatas (Torsberg, 1962). Secara umum ada tiga kategori dalam prosthetic tangan,
yaitu passive prostheses, body powered prostheses, dan externally powered
prostheses/myoelectric devices (Herr, et.al, 2001).
1. Passive prostheses,
Passive prostheses adalah jenis pertama dari tangan prosthetic yang dibuat
pertama kali oleh Marcus Sergius pada perang Punik tahun 218-201 sebelum
Masehi. Tangan prosthetic ini mirip seperti sarung tangan atau baja pelindung
tangan, yang dibuat oleh ahli pembuat baju besi. Tangan palsu tersebut dibuat
tanpa menggunakan mesin yg dibuat oleh tenaga professional. Walaupun
sudah mempresentasikan tangan buatan manusia yang bagus, namun
kekurangannya adalah tidak bisa bergerak bebas layaknya tangan manusia
secara efektif dan alami.
Gambar 2.3 Passive prostheses Sumber: Herr, et.al, 2001
Keuntungan dari passive prostheses adalah memiliki nilai kosmetik yang
tinggi, memiliki berat yang relatif ringan, pemeliharaan yang relatif mudah,
dan harganya yang murah.
2. Body powered prostheses,
Body powered prostheses ditemukan tahun 1812 ketika Peter Baliff, seorang
dokter gigi asal Berlin, menemukan sebuah “terminal device” yang
dioperasikan dengan mengikatkan tangan prosthetic dengan tubuh pasien.
Body powered prostheses dioperasikan dengan mengikatkan tubuh dengan
pundak dan dijalankan dengan biscapula adduction (melingkar di punggung
dan pundak). Tangan prosthetic ini memungkinkan untuk bisa dioperasikan
karena ada alat untuk ‘membalikkan lengan’ atau proprosepsi untuk
mengarahkan dimana alat tersebut diposisikan untuk “bolak balik” dan untuk
mengetahui berapa jumlah energi yg dibutuhkan untuk menggerakkannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-5
Namun masalahnya untuk menjalankan alat ini harus menggunakan tali
pengikat. Untuk mengenakan dan mengangkat peralatan ini agak sulit karena
mengganggu pakaian yg dikenakan. Jadi penggunaan alat ini kurang efektif
karena juga sulit untuk digerakkan.
Gambar 2.4 Body powered prostheses Sumber: Herr, et.al, 2001
Sistem kabel pada body powered prostheses ada dua macam, yaitu voluntary
open dan voluntary closing (Torsberg, 1962). Pada sistem voluntary open,
kondisi awal jari tangan prosthetic dalam keadaan menutup, kemudian kabel
pada sistem tangan prosthetic ditarik sehingga jari tangan prosthetic
membuka. Sedangkan pada sistem voluntary closing, kondisi awal jari tangan
prosthetic dalam keadaan membuka, kemudian kabel pada sistem tangan
prosthetic ditarik sehingga jari tangan prosthetic menutup.
Keuntungan dari body powered prostheses adalah memiliki tingkat reliabilitas
yang tinggi, bisa digunakan dalam berbagai kondisi lingkungan (basah, kotor,
dan berdebu), dan memiliki berat yang ringan.
3. Myoelectric devices,
Myoelectric devices adalah tangan prosthetic listrik yang ditemukan tahun
1948 oleh Rehold Reiner. Jenis ini menggunakan sensor untuk mendeteksi,
biasanya tangan prosthetic ini menggunakan sistem penerimaan syaraf melalui
elektromiografik untuk mengoperasikan motor elektrik di dalam tangan
prosthetic tersebut. Dan bisa juga untuk mengoperasikan komponen
pergelangan tangan dan siku. Aktifitas Elektromiografik (EMG) sebenarnya
berasal dari depolarisasi dan repolarisasi pada membran sel otot individu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-6
selama proses pergerakan otot. Dengan menggunakan permukaan elektroda,
dapat memungkinkan untuk mengukur perbedaan potensi terhadap kulit
disekitar daerah teramputasi.
Gambar 2.5 Myoelectric devices Sumber: Herr, et.al, 2001
Keuntungan dari myoelectric devices adalah mampu mengkombinasikan dua
fungsi utama tangan prosthetic (fungsi kosmetik dan alat fungsional), mampu
digunakan dalam berbagai macam posisi, dan mudah dalam pengoperasian.
2.2.2 Perkembangan Prosthetic Tangan
Pada dasarnya perkembangan tangan prosthetic dapat dibagi menjadi tiga,
yaitu perkembangan prosthetic kosmetik, perkembangan prosthetic fungsional,
dan perkembangan prosthetic gabungan dari keduanya. Perkembangan telapak
tangan prosthetic kosmetik terus menerus dilakukan hingga saat ini, untuk
memenuhi tujuan utama prosthtetic, yaitu menyediakan alat pengganti bagian
tubuh yang hilang dan memenuhi kebutuhan pasien beserta fungsinya.
Prosthetic kosmetik pertama kali ditemukan pada tahun 2500 sebelum
masehi dengan penemuan jari kaki palsu. Kemudian pada saat perang Punic di
tahun 218-201 sebelum Masehi, Markus Sergius membuat prosthetic kosmetik
dengan bahan dasar baja.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-7
Gambar 2.6 Prosthetic tangan kosmetik Sumber: Herr, et.al, 2001
Prosthetic fungsional pertama kali dibuat oleh Gotz Von Berlichingen pada
tahun 1508. Bentuk dari prosthetic tangan ini tidak menyerupai tangan manusia,
meskipun dapat menjalankan beberapa fungsi tangan. Contoh prosthetic tangan
fungsional adalah tangan jenis prehensor dan hook.
Gambar 2.7 Prosthetic tangan fungsional jenis prehensor dan hook Sumber: Herr, et.al, 2001
Prosthetic tangan kosmetik dan fungsional memiliki bentuk yang sudah
menyerupai tangan manusia dan mampu menjalankan enam dasar gerakan
pemegangan meliputi gerakan spherical, cylindrical, hook, tip, lateral, dan
palmar. Perkembangan prosthetic tangan kosmetik dan fungsional di luar negeri
jauh lebih maju dibandingkan prosthetic tangan buatan Indonesia saat ini. Jerman
telah mengembangkan prosthetic tangan yang dikombinasikan dengan teknologi
robot (humanoid) sejak tahun1980-an hingga saat ini.
Gambar 2.8 Prosthetic tangan kosmetik dan fungsional Sumber: Herr, et.al, 2001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-8
2.3 KONSEP DASAR PROTOTYPE
Kajian mengenai pengembangan suatu produk memerlukan konsep dasar
yang berkaitan dengan prototype. Berikut ini dijelaskan lebih jauh mengenai
pengertian dari prototype, kegunaan prototype, dan prinsip dasar prototype.
2.3.1 Esensi Dasar dan Tipe Prototype
Definisi prototype adalah sebuah penaksiran produk melalui satu atau lebih
dimensi yang menjadi perhatian (Ulrich and Epinger, 2001). Meskipun kamus
mendefinisikan prototype hanya sebagai sebuah kata benda, dalam praktek
pengembangan produk, kata tersebut digunakan sebagai kata benda, kata kerja,
dan kata sifat. Berdasarkan definisi tersebut, setiap wujud yang memperlihatkan
sedikitnya satu aspek produk yang menarik bagi tim pengembangan produk dapat
ditampilkan sebagai sebuah prototype.
Prototype dapat diklasifikasikan menjadi dua dimensi. Dimensi pertama
membagi prototype menjadi dua yaitu prototype fisik dan prototype analitik.
Prototype fisik merupakan benda nyata yang dibuat untuk memperkirakan produk.
Aspek-aspek dari produk yang diminati oleh tim pengembangan secara nyata
dibuat menjadi suatu benda untuk pengujian dan percobaan. Prototype analitik
adalah lawan dari prototype fisik yang hanya menampilkan produk yang tidak
nyata, biasanya dalam bentuk matematis. Contoh prototype analitik meliputi
simulasi komputer, model komputer, geometrik tiga dimensi atau dua dimensi,
dan sistem persamaan penulisan pada kertas komputer.
Dimensi kedua juga mengklasifikasikan prototype menjadi dua, yaitu
prototype menyeluruh dan prototype terfokus. Prototype menyeluruh
mengimplementasikan sebagian besar atau semua atribut dari produk. Prototype
menyeluruh diberikan kepada pelanggan untuk mengidentifikasi dari desain
sebelum memutuskan diproduksi. Berlawanan dengan prototype menyeluruh,
prototype terfokus hanya mengimplementasikan satu atau sedikit sekali atribut
produk. Perlu dicatat bahwa prototype terfokus merupakan prototype fisik
maupun analitik, namun untuk produk fisik, prototype menyeluruh pada
umumnya merupakan prototype fisik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-9
2.3.2 Kegunaan Prototype
Terkait proyek pengembangan produk, prototype digunakan untuk tiga
tujuan (Ulrich and Epinger, 2001), yaitu:
1. Pembelajaran, yang mana prototype sering digunakan untuk menjawab dua
tipe pertanyaan “Akankah dapat bekerja ?” dan “Sejauh mana dapat
memenuhi kebutuhan pelanggan?”. Pada saat harus menjawab pertanyaan
tersebut, prototype diperlakukan sebagai alat pembelajaran.
2. Komunikasi, yaitu prototype memperkaya komunikasi dengan manajemen
puncak, penjual, mitra, pelanggan dan investor. Hal ini benar karena sebuah
gambaran, alat, tampilan tiga dimensi dari produk lebih mudah dimengerti
daripada sebuah penggambaran verbal, bahkan sebuah sketsa produk
sekalipun.
3. Penggabungan, yang mana prototype digunakan untuk memastikan bahwa
komponen-komponen dan subsistem-subsistem dari produk bekerja bersamaan
seperti yang diharapkan. Prototype fisik menyeluruh paling efektif sebagai
alat penggabung dalam proyek pengembangan produk karena prototype ini
membutuhkan perakitan dan keberhubungan fisik dari seluruh bagian dan
yang membentuk sebuah produk.
2.3.3 Prinsip Prototype
Beberapa prinsip berguna sebagai pemandu keputusan tentang prototype
selama pengembangan produk. Prinsip-prinsip ini menunjukkan tentang
keputusan-keputusan terhadap tipe prototype mana yang harus dibuat (Ulrich and
Epinger, 2001). Penjelasan mengenai prinsip pengembangan prototype, yaitu:
1. Prototype analitik umumnya lebih fleksibel dibandingkan prototype fisik.
Prototype analitik merupakan perkiraan matematis dari produk, maka secara
umum akan mengandung beberapa parameter yang bervariasi untuk
menampilkan rancangan alternatif. Mengubah parameter dalam prototype
analitik lebih mudah dibandingkan mengubah sebuah atribut prototype fisik,
selain itu prototype analitik mengijinkan perubahan yang besar. Untuk alasan
ini, sebuah prototype analitik seringkali mendahului prototype fisik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-10
2. Prototype fisik dibutuhkan untuk menemukan fenomena yang tidak diduga.
Seringkali prototype fisik tidak relevan pada produk akhir dan muncul
pengganggu selama pengujian prototype fisik, namun dari beberapa hal yang
ditemukan secara kebetulan juga tampak pada produk akhir. Pada kasus ini,
prototype fisik dapat dimanfaatkan sebagai alat untuk mendeteksi fenomena
yang mengganggu dan tidak dapat diduga yang mungkin timbul pada produk
akhir. Sebaliknya, pada rototype analitik tidak pernah dapat mengungkapkan
fenomena yang bukan merupakan bagian model analitik pokok dari prototype.
Untuk alasan ini setidaknya satu prototype fisik hampir selalu dibuat dalam
usaha pengembangan produk.
Sebuah prototype dapat mengurangi resiko iterasi yang merugikan.
Keuntungan yang dapat diperkirakan dari prototype dalam mengurangi resiko
harus ditimbang dengan waktu dan uang yang dibutuhkan untuk membuat dan
mengevaluasi prototype. Produk-produk dengan resiko tinggi atau yang tidak
pasti, produk dengan biaya kegagalan tinggi, teknologi baru, atau produk yang
bersifat revolusioner, akan diuntungkan dengan adanya prototype. Sebaliknya,
produk dengan biaya kegagalan rendah dan dengan teknologi yang sudah ada
hanya memperoleh keuntungan pengurangan resiko yang kecil dari pembuatan
prototype ini.
2.4 GAYA
Eksperimen pada tangan prosthetic memerlukan konsep dasar mengenai
gaya. Gaya (force) dinyatakan dalam percepatan yang dialami oleh suatu benda
standar bila diletakkan dalam lingkungan tertentu yang sesuai (Physics, 1999).
Gaya dapat menyebabkan suatu benda bergerak dengan arah dan percepatan
tertentu. Hukum Newton berhubungan erat dengan adanya gaya pada suatu benda.
a. Hukum Newton pertama,
Hukum Newton pertama muncul sebagai hasil jawaban pemikiran Galileo
mengenai masalah gerak dan penyebabnya. Bunyi dari pernyataan hukum
Newton pertama adalah “setiap benda akan tetap berada dalam keadaan diam
atau bergerak lurus beraturan kecuali jika ia dipaksa untuk mengubah
keadaan itu oleh gaya-gaya yang berpengaruh padanya”. Pada dasarnya
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-11
hukum Newton pertama ini memberikan pernyataan tentang kerangka acuan
pada suatu benda.
b. Hukum Newton kedua,
Hukum Newton kedua berhubungan dengan gaya dan percepatan suatu benda.
Suatu gaya total yang bekerja pada sebuah benda dapat membuat kelajuan
benda tersebut bertambah, atau jika gaya total berlawanan arah dengan gerak,
maka gaya itu akan mengurangi kelajuan. Bunyi dari pernyataan hukum
Newton yang kedua adalah “percepatan sebuah benda berbanding lurus
dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan
massanya. Arah percepatan searah dengan gaya total yang diberikan”.
Pernyataan tersebut dapat disimbolkan sebagai:
m
Fa å= ……………………………………………persamaan 2.1
dimana a menyatakan percepatan, m untuk massa dan ΣF untuk gaya total. F
menyatakan gaya, sehingga ΣF bermakna jumlah vektor dari semua gaya yang
bekerja pada benda.
c. Hukum Newton ketiga,
Pernyataan hukum Newton ketiga dikembangkan dari hukum Newton kedua,
yaitu berdasarkan pengamatan bahwa suatu gaya yang diterapkan pada setiap
benda adalah gaya yang diberikan oleh benda lain. Bunyi dari pernyataan
hukum Newton yang ketiga adalah “kapanpun sebuah benda melakukan gaya
pada benda kedua, benda yang kedua melakukan sebuah gaya yang sama dan
berlawanan pada yang pertama”. Hukum ini kadang-kadang berbunyi sebagai
“terhadap setiap aksi ada suatu reaksi yang sama dan berlawanan”. Hal
tersebut berlaku secara sempurna, tapi untuk menghindari kesalahan akan
sangat penting untuk mengingat bahwa gaya aksi dan gaya reaksi bekerja pada
benda yang berbeda.
2.5 DESAIN EKSPERIMEN
Desain eksperimen merupakan langkah-langkah lengkap yang perlu diambil
jauh sebelum eksperimen dilakukan agar supaya data yang semestinya diperlukan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-12
dapat diperoleh sehingga akan membawa kepada analisis objektif dan kesimpulan
yang berlaku untuk persoalan yang sedang dibahas. (Sudjana, 1995).
Beberapa istilah atau pengertian yang perlu diketahui dalam desain
eksperimen (Sudjana, 1985 ; Montgomery, 1997):
a. Experimental unit (unit eksperimen)
Objek eksperimen dimana nilai-nilai variabel respon diukur.
b. Variabel respon (effect)
Disebut juga dependent variable atau ukuran performansi, yaitu output yang
ingin diukur dalam eksperimen.
c. Faktor
Disebut juga independent variable atau variabel bebas, yaitu input yang
nilainya akan diubah-ubah dalam eksperimen.
d. Level (taraf)
Merupakan nilai-nilai atau klasifikasi-klasifikasi dari sebuah faktor. Taraf
(levels) faktor dinyatakan dengan bilangan 1, 2, 3 dan seterusnya. Misalkan
dalam sebuah penelitian terdapat faktor-faktor :
a = jenis kelamin
b = cara mengajar
Selanjutnya taraf untuk faktor a adalah 1 menyatakan laki-laki, 2 menyatakan
perempuan (a1 , a2). Bila cara mengajar ada tiga, maka dituliskan dengan b1,
b2, dan b3.
e. Treatment (perlakuan)
Sekumpulan kondisi eksperimen yang akan digunakan terhadap unit
eksperimen dalam ruang lingkup desain yang dipilih. Perlakuan merupakan
kombinasi level-level dari seluruh faktor yang ingin diuji dalam eksperimen.
f. Replikasi
Pengulangan eksperimen dasar yang bertujuan untuk menghasilkan taksiran
yang lebih akurat terhadap efek rata-rata suatu faktor ataupun terhadap
kekeliruan eksperimen.
g. Faktor Pembatas/ Blok (Restrictions)
Sering disebut juga sebagai variabel kontrol (dalam Statistik Multivariat).
Yaitu faktor-faktor yang mungkin ikut mempengaruhi variabel respon tetapi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-13
tidak ingin diuji pengaruhnya oleh eksperimenter karena tidak termasuk ke
dalam tujuan studi.
h. Randomisasi
Yaitu cara mengacak unit-unit eksperimen untuk dialokasikan pada
eksperimen. Metode randomisasi yang dipakai dan cara mengkombinasikan
level-level dari fakor yan berbeda menentukan jenis disain eksperimen yang
akan terbentuk.
i. Kekeliruan eksperimen
Merupakan kegagalan daripada dua unit eksperimen identik yang dikenai
perlakuan untuk memberi hasil yang sama.
Langkah-langkah dalam setiap proyek eksperimen secara garis besar terdiri
atas tiga tahapan, yaitu planning phase, design phase dan analysis phase. (Hicks,
1993).
1. Planning Phase
Tahapan dalam planning phase adalah :
a. Membuat problem statement sejelas-jelasnya.
b. Menentukan variabel bebas (dependent variables), yaitu efek yang ingin
diukur, sering disebut sebagai kriteria atau ukuran performansi.
c. Menentukan independent variables.
d. Menentukan level-level yang akan diuji, tentukan sifatnya, yaitu :
· Kualitatif atau kuantitatif ?
· Fixed atau random ?
e. Tentukan cara bagaimana level-level dari beberapa faktor akan
dikombinasikan (khusus untuk eksperimen dua faktor atau lebih).
2. Design Phase
Tahapan dalam design phase adalah :
a. Menentukan jumlah observasi yang diambil.
b. Menentukan urutan eksperimen (urutan pengambilan data).
c. Menentukan metode randomisasi.
d. Menentukan model matematik yang menjelaskan variabel respon.
e. Menentukan hipotesis yang akan diuji.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-14
3. Analysis Phase
Tahapan dalam analysis phase adalah :
a. Pengumpulan dan pemrosesan data.
b. Menghitung nilai statistik-statistik uji yang dipakai.
c. Menginterpretasikan hasil eksperimen.
2.5.1 Factorial Experiment
Eksperimen faktorial digunakan bilamana jumlah faktor yang akan diuji
lebih dari satu. Eksperimen faktorial adalah eksperimen dimana semua (hampir
semua) taraf (levels) sebuah faktor tertentu dikombinasikan dengan semua
(hampir semua) taraf (levels) faktor lainnya yang terdapat dalam eksperimen.
(Sudjana, 1985).
Di dalam eksperimen faktorial, bisa terjadi hasilnya dipengaruhi oleh lebih
dari satu faktor, atau dikatakan terjadi interaksi antar faktor. Secara umum
interaksi didefinisikan sebagai ‘perubahan dalam sebuah faktor mengakibatkan
perubahan nilai respon, yang berbeda pada tiap taraf untuk faktor lainnya, maka
antara kedua faktor itu terdapat interaksi’ (Sudjana, 1985).
Skema umum data sampel untuk desain eksperimen dapat dilihat pada Tabel
2.1 di bawah ini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-15
Tabel 2.1 Skema umum data sampel eksperimen faktorial menggunakan 3 faktor dan dengan n observasi tiap sel
Faktor C Faktor B Faktor A
Jumlah 1 2 … a
1
1
Y1111 Y2111 … Ya111
Y1112 Y2112 … Ya112
… … … …
Y111n Y211n … Ya11n
… …
… … … … … … … …
… …
b
Y1b11 Y2b11 Y3b11 Y4b11
Y1b12 Y2b12 Y3b12 Y4b12
… … … …
Y1b1n Y2b1n Y3b1n Y4b1n
… …
… …
… … … … … … … …
… …
c
1
Y1111 Y2111 … Ya111
Y1112 Y2112 … Ya112
… … … … Y111n Y211n … Ya11n
…
…
… … … …
… … … …
…
…
b
Y1bc1 Y2bc1 … Yabc1
Y1bc2 Y2bc2 … Yabc2
… … … … Y1bcn Y2bcn … Yabcn
Total T…1 T...2 T...3 T…a Sumber : Sudjana, 1985
Adapun model matematik yang digunakan untuk pengujian data eksperimen
yang menggunakan dua faktor dan satu blok adalah sebagai berikut :
Yijkm = m + Ai + Bj + ABij + Ck+ ACik + BCjk + ABCijk + em(ijk) ……..2.2
dengan;
Yijkm : variabel respon
Ai : faktor desain tangan prosthetic
Bj : faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-16
Ck : faktor model gerakan dasar tangan manusia
ABij : interaksi faktor A dan faktor B
ACik : interaksi faktor A dan faktor C
BCjk : interaksi faktor B dan faktor C
ABCijk : interaksi faktor A, faktor B, dan faktor C
em(ijk) : random error
i : jumlah faktor desain tangan prosthetic (A), i = 1, 2, 3
j : jumlah faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic (B), j = 1, 2
k : jumlah faktor model gerakan dasar tangan manusia (C), k= 1,2,...,6
m : jumlah observasi m = 1, 2, 3, 4, 5
Berdasarkan model persamaan (2.1), maka untuk keperluan Anova dihitung
harga-harga (Hicks, 1993) sebagai berikut :
· Jumlah kuadrat total (SStotal) :
nabc
TY
....a
i
b
j
c
k
n
lijkm
22
totalSS -= åååå .........................…………..…. persamaan 2.3
· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-i faktor A
(SSA):
å=
-=a
i
.......iA
nabc
T
nbc
T
1
22
SS .........................………................…..…. persamaan 2.4
· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-j faktor B
(SSB):
å=
-=b
j
......j.B
nabc
T
nac
T
1
22
SS ......................................……………... persamaan 2.5
· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-k faktor C
(SSC) :
å=
-=b
j
......k.C
nabcd
T
nabd
T
1
22
SS .......................................…………...... persamaan 2.6
· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ij
antara faktor A dan faktor B (SSAxB) :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-17
nabc
T
nac
T
nbc
T
n
T ....b
j
..j.a
i
b
j
n
m
a
i
...iij.mBA
22
1 1 1
22
xSS +--= åååå å= = =
…………....persamaan 2.7
· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ik
antara faktor A dan faktor C (SSAxC) :
nabc
T
nab
T
nbc
T
n
T ....c
j
..k.a
i
c
k
n
m
a
i
...iik.mA
22
1 1 1
22
xCSS +--= åååå å= = =
……………..persamaan 2.8
· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-jk
antara faktor B dan faktor C (SSBxC) :
nabc
T
nab
T
nac
T
n
T ....c
k
...b
j
c
k
n
m
b
j
...jij.mBxC
22
1 1 1
22
SS +--= åååå å= = =
k ……..……….persamaan 2.9
· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ijk
antara faktor A, faktor B, dan faktor C (SSAxBxC)
ååå ååå= = ==
--=b
j
c
k
n
m
b
j
...ja
i
...iijk.mAxBxC
nac
T
nbc
T
n
T
1 1 1
222
SSa
i 1
nabc
T
nab
T ....c
k
...22
+-å k......................................................…….persamaan 2.10
· Jumlah kuadrat error (SSE) :
SSE = SStotal - SSA - SSB – SSC - SSAB – SSAC – SSBC - SSABC …..persamaan 2.11
Tabel Anova untuk eksperimen faktorial dengan tiga faktor (a, b, dan c),
dengan nilai-nilai perhitungan dalam bentuk diatas adalah sebagaimana tabel 2.3.
Pada kolom terakhir tabel 2.3, untuk menghitung harga F yang digunakan sebagai
alat pengujian statistik, maka perlu diketahui model mana yang diambil. Model
yang dimaksud ditentukan oleh sifat tiap faktor, apakah tetap atau acak. Model
tetap menunjukkan di dalam eksperimen terdapat hanya m buah perlakuan,
sedangkan model acak menunjukkan bahwa dilakukan pengambilan m buah
perlakuan secara acak dari populasi yang ada.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-18
Tabel 2.2 Anova eksperimen faktorial 3 faktor desain acak sempurna
Sumber Variansi
Derajat Bebas (df)
Jumlah Kuadrat
(SS)
Kuadrat Tengah (MS)
F
Faktor A
Faktor B
Faktor C
Interaksi AxB
Interaksi AxC
Interaksi BxC
Interaksi
AxBxC
Error
a –1
b – 1
c –1
(a – 1)(b – 1)
(a – 1)(c – 1)
(b – 1)(c – 1)
(a–1)(b–1)(c–1)
abc(n - 1)
SSA
SSB
SSC
SSAxB
SSAXC
SSBXC
SSAXBXC
SSE
SSA/dfA
SSB/dfB
SSC/dfC
SSAxB/dfAxB
SSAxC/dfAxC
SSBxC/dfBxC
SSAXBXC/dfAxBxC
SSE/dfE
MSA/MSE
MSB/MSE
MSC/MSE
MSAxB/MSE
MSAxC/MSE
MSBxC/MSE
MSAxBxC/MSE
Total abcn SSTotal
2.5.2 Randomize Block Design
Randomize block design yaitu pemisahan himpunan-himpunan satuan
percobaan yang agak homogen dan kemudian secara acak dikenakan perlakuan
pada satuan-satuan tersebut. Randomize block design digunakan untuk
memperkecil galat percobaan, karena satuan-satuan dalam suatu blok mempunyai
sifat-sifat yang lebih bersamaan daripada diblok yang berlainan. (Walpole dan
Myers, 1995).
Skema umum data sampel untuk desain eksperimen dapat dilihat pada Tabel
2.3 di bawah ini.
Tabel 2.3 Susunan k x b untuk randomize blok design
Sumber : Sudjana, 1985
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-19
dengan;
ŷi : rataan pengamatan untuk perlakuan ke i
ŷ.j : rataan pengamatan untuk perlakuan ke j
ŷ.. : rataan keseluruhan bk pengamatan
Ti : jumlah pengamatan untuk perlakuan ke i
T..j : jumlah pengamatan dalam blok ke j
T.. : jumlah keseluruhan bk pengamatan
Berdasarkan model, maka untuk keperluan Anova dihitung harga-harga
(Walpole dan Myers, 1995) sebagai berikut :
1) FK (Faktor Koreksi) :
FK = ( ijkl
n
k
b
j
a
i
Yååå=== 111
)2/ (abn) ..................……..…persamaan 2.11
2) Jumlah kuadrat total (SStotal) :
FKKuadrat -= åååa
i
b
j
n
kijkY 2
total Jumlah ……..…. persamaan 2.12
3) Jumlah kuadrat faktor pembebanan (SSA) :
å=
-=a
i
...iA
nb
T
1
2
Jumlah FKKuadrat
............................……... persamaan 2.13
4) Jumlah kuadrat faktor desain prosthetic jari tangan (SSB) :
å=
-=b
j
..j.B
na
T
1
2
Jumlah FKKuadrat
...........................……..... persamaan 2.14
5) Jumlah kuadrat interaksi antara faktor A dan B (SSAxB) :
FKSSbSSaKuadrat ---=ååå= = =
a
i
b
j
n
m
ij.mBA
n
T
1 1 1
2
x Jumlah ......persamaan 2.15
6) Jumlah kuadrat error (SSE) :
JK E = JK total - JK A - JK B – JK AB ........…………..persamaan 2.16
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-20
Tabel 2.4 Anova randomize block design
Sumber Variansi
Derajat Bebas (df)
Jumlah Kuadrat (SS)
Kuadrat Tengah (MS) F
Perlakuan
Blok
Galat
k –1
b –1
(k-1)(b-1)
JKA
JKA
JKG
1-=kJKA2
1S
1-=bJKB2
2S
1)-1)(b-(kJKG
=2
S
1
1
SS
1
2
=f
Jumlah Bk-1 JKT
Sumber : Sudjana, 1985
2.5.3 Uji Asumsi
Apabila menggunakan analisis variansi sebagai alat analisa data eksperimen,
maka seharusnya sebelum data diolah, terlebih dahulu dilakukan uji asumsi-
asumsi Anova berupa uji homogenitas variansi, dan independensi, terhadap data
hasil eksperimen.
1. Uji Normalitas
Untuk memeriksa apakah populasi berdistribusi normal atau tidak, dapat
ditempuh uji normalitas dengan menggunakan metode lilliefors (kolmogorov-
smirnov yang dimodifikasi), atau dengan normal probability –plot.
Pemilihan uji lilliefors sebagai alat uji normalitas didasarkan oleh :
a. Uji lilliefors adalah uji kolmogorov-smirnov yang telah dimodifikasi dan
secara khusus berguna untuk melakukan uji normalitas bilamana mean dan
variansi tidak diketahui, tetapi merupakan estimasi dari data (sampel). Uji
kolmogorov-smirnov masih bersifat umum karena berguna untuk
membandingkan fungsi distribusi kumulatif data observasi dari sebuah
variabel dengan sebuah distribusi teoritis, yang mungkin bersifat normal,
seragam, poisson, atau exponential.
b. Uji lilliefors sangat tepat digunakan untuk data kontinu, jumlahnya kurang
dari 50 data, dan data tidak disusun dalam bentuk interval (bentuk frekuensi).
Apabila data tidak bersifat seperti di atas maka uji yang tepat untuk digunakan
adalah khi-kuadrat. (Miller, 1991).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-21
c. Uji lilliefors terdapat di software SPSS yang akan membantu mempermudah
proses pengujian data sekaligus bisa mengecek hasil perhitungan secara
manual.
Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors (Wijaya, 2000) sebagai berikut:
a. Urutkan data dari yang terkecil sampai terbesar.
b. Hitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi ( s ) data tersebut.
n
x
x
n
ii ÷ø
öçè
æ
=å=1
........................................................................persamaan 2.17
( )
1
2
2
-
-=
åån
n
XX
s ................................................................. persamaan 2.18
c. Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku ( z ).
( ) sxxz ii /-= ........................................................................persamaan 2.19
dimana xi = nilai pengamatan ke-i
x = rata-rata
s = standar deviasi
d. Dari nilai baku ( z ), tentukan nilai probabilitasnya P( z ) berdasarkan sebaran
normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar luas
wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms. Excel dengan
function NORMSDIST.
e. Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan rumus sebagai
berikut :
nixP i /)( = ........................................................................ persamaan 2.20
f. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P( z ) dan P( x ) yaitu
maks | P( z ) - P( x )| , sebagai nilai L hitung.
g. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1) dan P( z ) yaitu
maks | P(xi-1) - P( z ) |
Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data observasi dalam
beberapa kali replikasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan adalah :
H0 : data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal
H1 : data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi normal
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-22
Taraf nyata yang dipilih a = 0.05, dengan wilayah kritik Lhitung > La(k-1) .
Apabila nilai Lhitung < Ltabel , maka terima H0 dan simpulkan bahwa data
observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal.
2. Uji homogenitas
Uji homogenitas bertujuan menguji apakah variansi error dari tiap level atau
perlakuan bernilai sama. Alat uji yang sering dipakai adalah uji bartlett. Namun
uji bartlett dapat dilakukan setelah uji normalitas terlampaui. Untuk menghindari
adanya kesulitan dalam urutan proses pengolahan, maka alat uji yang dipilih
adalah uji levene test. Uji levene dilakukan dengan menggunakan analisis ragam
terhadap selisih absolut dari setiap nilai pengamatan dalam sampel dengan rata-
rata sampel yang bersangkutan.
Prosedur uji homogenitas levene (Wijaya, 2000) sebagai berikut :
a. Kelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji.
b. Hitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada tiap level.
c. Hitung nilai-nilai berikut ini :
· Faktor Koreksi (FK) = ( ) nxi2å ....................................... persamaan 2.21
Dimana xi = data hasil pengamatan
i = 1, 2, . . ., n (n banyaknya data)
· JK-Faktor = FKkxi -÷÷ø
öççè
æ÷øöç
èæå 2
...........................................persamaan 2.22
Dimana k = banyaknya data pada tiap level
· JK-Total (JKT) = ( ) FKyi -å 2 ........................................... persamaan 2.23
Dimana yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rata-ratanya
untuk tiap level
· JK-Error (JKE) = JKT – JK(Faktor) ................................ persamaan 2.24
Nilai-nilai hasil perhitungan di atas dapat dirangkum dalam sebuah daftar
analisis ragam sebagaimana tabel 2.5 di bawah ini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-23
Tabel 2.5 Skema umum daftar analisis ragam uji homogenitas
Sumber Keragaman Db JK KT F
Faktor f JK(Faktor) JK(Faktor) / db )()(
errorKTfaktorKT
Error n-1-f JKE JKE / db
Total n-1 JKT Sumber : Sudjana, 1985
d. Hipotesis yang diajukan adalah :
H0 : 26
25
24
23
22
21 ssssss =====
H1 : Ragam seluruh level faktor tidak semuanya sama
e. Taraf nyata yang dipilih adalah α = 0.01
f. Wilayah kritik : F > F α (v1 ; v2) atau F > F0.01 (5 ; 168)
3. Uji independensi
Salah satu upaya mencapai sifat independen adalah dengan melakukan
pengacakan terhadap observasi. Namun demikian, jika masalah acak ini diragukan
maka dapat dilakukan pengujian dengan cara memplot residual versus urutan
pengambilan observasinya. Hasil plot tersebut akan memperlihatkan ada tidaknya
pola tertentu. Jika ada pola tertentu, berarti ada korelasi antar residual atau error
tidak independen. Apabila hal tersebut terjadi, berarti pengacakan urutan
eksperimen tidak benar (eksperimen tidak terurut secara acak).
2.6 PENELITIAN SEBELUMNYA
Penelitian mengenai pengembangan prosthetic tangan didukung oleh
beberapa penelitian sebelumnya, baik yang dicapai oleh peneliti dalam negeri
maupun penelitian yang dicapai dari luar negeri untuk penelitian dengan kajian
yang sama. Penelitian yang dilakukan ini lebih mengutamakan pada bagaimana
prosthetic tangan kosmetik dapat memenuhi syarat fungsional secara baik dalam
melakukan aktivitas enam model gerakan tangan.
Penelitian desain prosthetic jari tangan (sistem cable) dilakukan Dechev,
et all, (1999). Hasil desain prosthetic jari tangan dapat dilihat pada gambar 2.9
dibawah ini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-24
Gambar 2.9 Desain prosthetic jari tangan dengan sistem cable Sumber: Dechev, et all, (1999)
Prosthetic jari tangan terdiri dari tiga link, yaitu phalanx proximal, medial
phalanx, dan distal phalanx. Setiap link juga memiliki joint yang digunakan
sebagai komponen penghubung antara komponen phalanx proximalis dan
komponen medial phalanx serta komponen medial phalanx dengan komponen
distal phalanx. Untuk sistem penggerak pada desain ini menggunakan sistem
kabel yang dipasang pada setiap link dengan ketentuan sambungan pada phalanx
proximal dihubungkan dengan distal phalanx, kemudian medial phalanx
dihubungkan dengan phalanx base. Dimensi untuk prosthetic jari tangan didesain
menggunakan bank data antropometri jari tangan manusia. Sistem penggerak
menggunakan kabel menghubungkan komponen link yang berperan sebagai ruas-
ruas jari pada tangan, dengan menautkan tali kabel pada poros penyangga yang
terdapat pada setiap ruas jari yang seluruh rangkaian kabelnya terpusat pada tuas
penarik, sehingga pada saat terjadi penarikan kabel pada ujung tuas penarik, maka
kabel yang menghubungkan antara komponen tuas penarik dengan jari akan
menegang dan jari akan membuka atau menutup.
Tabel 2.6 menerangkan mengenai fitur desain prosthetic jari tangan sistem
cable hasil penelitian Dechev, et all, (1999).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-25
Tabel 2.6 Fitur desain prosthetic jari tangan sistem cable hasil penelitian Dechev, et all, (1999)
FITUR DESAIN KETERANGANTerdiri dari 3 Phalanx : Proximal Phalanx, Medial Phalanx, dan Distal PhalanxTerdapat komponen joint sebagai penghubung antar PhalanxMenggunakan pipa silinder aluminium sebagai tempat sistem cablePenambahan komponen base sebagai pengganti fungsi telapak tanganMenggunakan tali atau cable untuk sistem penggeraknyaMenerapkan pola 1 jalur lintasan cable untuk gerakan flexiKomponen Phalanx menggunakan material bahan aluminiumKomponen joint menggunakan material bahan aluminiumKomponen pipa silinder menggunakan material bahan aluminiumKomponen base menggunakan material bahan aluminiumSistem penggerak menggunakan material bahan berupa tali nylon
Atribut Desain Dapat melakukan gerakan flexi
Material Bahan
Desain Link
Sistem Penggerak
Kelebihan dari sistem ini adalah, dapat menghasilkan gerakan link yang
maksimal pada saat melakukan gerakan pemegangan, hal ini disebabkan karena
kabel yang digunakan bersifat fleksible sehingga tidak ada pembatasan gerak yang
kaku terhadap link. Keterbatasan sistem ini terdapat pada komponen jari yang
tidak stabil dalam menahan kekuatan untuk melakukan gerakan pemegangan, hal
ini dipengaruhi oleh kelenturan kabel yang digunakan, sehingga saat kabel mulai
mengendur, maka regangan pada tali akan menurun.
Penelitian desain prosthetic jari tangan (sistem bar) dilakukan Dechev, et
all, (1999). Hasil desain prosthetic jari tangan dapat dilihat pada gambar 2.10
dibawah ini.
Gambar 2.10 Desain prosthetic jari tangan dengan sistem bar Sumber: Dechev, et all, (1999)
Prosthetic jari tangan terdiri dari enam link, yaitu untuk link 1, 2, dan 3
adalah phalanx proximal, medial phalanx, dan distal phalanx, sedangkan untuk
link 4, 5, dan 6 adalah link yang menghubungkan link pertama hingga ketiga
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-26
sebagai sistem penggerak. Setiap link juga memiliki revolute joint yang
digunakan sebagai komponen penghubung antar link. Dimensi untuk prosthetic
jari tangan didesain menggunakan bank data antropometri jari tangan manusia.
Tabel 2.7 menerangkan mengenai fitur desain prosthetic jari tangan sistem bar
hasil penelitian Dechev, et al, 1999.
Tabel 2.7 Fitur desain prosthetic jari tangan sistem cable hasil penelitian Dechev, et al, 1999
FITUR DESAIN KETERANGANTerdiri dari 6 rigid link saling terhubung hingga membentuk suatu rangkaianTerdapat komponen joint sebagai penghubung antar rigid link
Sistem PenggerakMemanfaatkan rangkaian rigid link untuk mendapatkan gerakan menarik atau mendorongKomponen rigid link menggunakan material bahan aluminiumKomponen joint menggunakan material bahan aluminium
Atribut Desain Dapat melakukan gerakan flexi dan extensi
Material Bahan
Desain Link
Desain ini banyak digunakan karena dirasa lebih menyerupai desain
tangan manusia normal, yaitu dengan tiga phalanx utama seperti phalanx
proximal, phalanx medial, serta phalanx distal yang mekanismenya sama seperti
ruas-ruas jari tangan pada umunya. Selain itu, dengan sifat kekakuan yang
dimiliki oleh bar tersebut, gerakan yang terjadi cenderung lebih stabil. Namun
desain ini memiliki keterbatasan, dimana pergerakan link yang kaku
mengakibatkan tidak sempurnanya gerakan pemegangan. Selain itu, dari sudut
pandang kosmetik, desain ini kurang mampu mencerminkan bentuk tangan
manusia normal.
Pada tahun 2007, Saliba dan Axiax dari University of Malta, melakukan
penelitian tentang desain prosthetic jari tangan dengan menggunakan mekanisme
sistem penggerak cross cable. Sistem penggerak cross cable terdiri dari dua jalur
cable yang terpasang bersilangan, sistem tersebut berfungsi untuk mendapatkan
gerakan flexi dan extensi secara bergantian pada desain prosthetic jari tangan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-27
Gambar 2.11 Desain prosthetic jari tangan sistem cross cable Sumber : Saliba dan Axiax, 2007
Gambar 2.11 menunjukan desain prosthetic jari tangan cross cable bekerja
dengan kondisi prosthetic jari tangan dalam keadaan terbuka. Jalur lintasan cable
dirancang bersilangan sehingga membentuk 2 jalur agar menghasilkan gerakan
fleksi dan ekstensi. Sistem penarikan yang diterapkan pada prosthetic jari tangan
menggunakan mekanisme sistem kabel yang menghubungkan antar link pada
prosthetic jari tangan, sehingga pada saat terjadi penarikan pada ruas pangkal jari
dengan besar gaya tertentu, maka kabel pada setiap link akan menegang dan
menarik link atau ruas jari yang lain. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Saliba
dan Axiax, 2007 mengenai desain prosthetic jari tangan cross cable ini dapat
mengatasi permasalahn yang ada pada desain prosthetic jari tangan sistem cable
hasil penelitian Dechev, et, al pada tahun 1999 yaitu, hanya mampu melakukan
gerak untuk gearakan flexi saja, sehingga penggunaan sistem penggerak cross
cable dapat dijadikan sebagai usulan pengembangan atribut perancangan
prosthetic jari tangan.
Galih Eka Sanjaya di Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk
Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun 2010
melakukan eksperimen komparasi prosthetic tangan berdasarkan pengaruh desain
metacarpal dan phalanx phalangeal terhadap tiga desain prosthetic tangan,
diperoleh kesimpulan bahwa Rata-rata gaya tarik dinamis yang dibutuhkan tangan
prosthetic sistem external stressing cable adalah 33,959 Newton. Sedangkan rata-
rata gaya tarik dinamis pada tangan prosthetic sistem internal stressing cable
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
II-28
tanpa puli adalah 35,498 Newton, dan rata-rata gaya tarik dinamis pada tangan
prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli adalah 24,226 Newton.
Rata-rata gaya tarik statis yang dibutuhkan tangan prosthetic sistem external
stressing cable adalah 8,23 Newton. Sedangkan rata-rata gaya tarik statis pada
tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli adalah 12,62 Newton,
dan rata-rata gaya tarik statis pada tangan prosthetic sistem internal stressing
cable dengan puli adalah 11,32 Newton. Rata-rata nilai efisiensi gaya tarik statis
dari tangan prosthetic sistem external stressing cable adalah 0,28%. Sedangkan
rata-rata nilai efisiensi gaya tarik statis pada tangan prosthetic sistem internal
stressing cable tanpa puli adalah 0,18%, dan rata-rata nilai efisiensi gaya tarik
statis pada tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli adalah
0,20%. Berdasarkan hasil eksperimen, dapat diketahui bahwa perbedaan desain
tangan prosthetic (baik desain metacarpal dan phalanx phalangeal) memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap besarnya gaya tarik dinamis. Dengan
mempertimbangkan besarnya rata-rata nilai gaya tarik dinamis dan gaya tarik
statis yang dihasilkan pada masing-masing tangan prosthetic, maka desain tangan
prosthetic yang dapat dijadikan rekomendasi dalam pengembangan desain tangan
prosthetic selanjutnya adalah desain tangan prosthetic sistem internal stressing
cable dengan puli.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-1
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Metode penelitian menggambarkan langkah-langkah penelitian yang
dilakukan dalam pemecahan masalah. Adapun langkah-langkah penyelesaian
masalah adalah seperti dalam gambar 3.1.
Gambar 3.1 Metodologi penelitian
Identifikasi Awal
Pengumpulan dan Pengolahan Data
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-2
Gambar 3.1 Metodologi penelitian (lanjutan)
Analisis dan Kesimpulan
Pengumpulan dan Pengolahan Data
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-3
3.1 IDENTIFIKASI MASALAH
Tahap Identifikasi, diawali dengan penentuan latar belakang masalah dan
perumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta studi pustaka mengenai
prosthetic jari tangan, adapun uraian lebih jelasnya, sebagai berikut:
1. Latar belakang,
Prosthetic tangan manusia sebagai alat fungsional diharapkan mampu
menjalankan enam model gerakan dasar tangan manusia, yaitu cylindrical,
lateral, palmar, hook, tip, dan spherical. Enam model gerakan tersebut sangat
dipengaruhi oleh desain prosthetic jari tangan manusia, mekanisme sistem
penggerak yang bekerja pada desain prosthetic jari tangan manusia serta gaya
tarik yang bekerja pada sistem penggerak (Martel dan Gini, 2007). Aspek
fungsional prosthetic tangan manusia yang paling penting adalah kemudahan
dalam pengoperasiannya dan memiliki gaya tarik yang rendah ketika
digunakan dalam melakukan penggenggaman objek benda (Wilmer Group,
2000).
Dechev, et al (1999), melakukan penelitian mengenai desain prosthetic jari
tangan manusia dengan menggunakan mekanisme sistem penggerak cable dan
cross bar. Pada desain prosthetic jari tangan manusia dengan menggunakan
mekanisme sistem penggerak cable, komponen cable dirangkaikan pada desain
prosthetic jari tangan tepatnya pada ujung komponen distal phalanx, kemudian
komponen cable dihubungkan pada komponen palm. Beberapa kekurangan
yang ada pada desain ini adalah belum memiliki sistem tarik untuk gerakan
extensi atau gerak jari membuka dan hanya memiliki sistem tarik untuk
gerakan flexi atau gerak jari menutup. Pada penelitian selanjutnya yang
dilakukan oleh Dechev, et al (1999), desain prosthetic jari tangan
menggunakan sistem gerak cross bar terdiri dari beberapa komponen bar atau
dapat juga disebut rigid link yang dirangkai dengan menggunakan komponen
joint sebagai penghubung antar bar. Beberapa kekurangan yang ada pada
desain ini adalah, pergerakan rigid link yang kaku mengakibatkan tidak
sempurnanya gerakan menutup dan membuka pada prosthetic jari tangan.
Selain itu dari aspek fisik desain prosthetic jari tangan tersebut kurang
mencerminkan bentuk tangan manusia, karena desain ini belum mengadopsi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-4
struktur jari tangan manusia yang terdiri dari tiga segmen ruas jari yaitu
proximal phalanx, medial phalanx, serta distal phalanx. Kemudian pada tahun
2007, Saliba dan Axiax dari University of Malta, melakukan penelitian tentang
desain prosthetic jari tangan dengan menggunakan mekanisme sistem
penggerak cross cable. Sistem penggerak cross cable terdiri dari dua jalur
cable yang terpasang bersilangan, sistem tersebut berfungsi untuk
mendapatkan gerakan flexi dan extensi secara bergantian pada desain prosthetic
jari tangan. Jalur lintasan cable dirancang bersilangan sehingga membentuk 2
jalur agar menghasilkan gerakan fleksi dan ekstensi. Sistem penarikan yang
diterapkan pada prosthetic jari tangan menggunakan mekanisme sistem kabel
yang menghubungkan antar link pada prosthetic jari tangan, sehingga pada saat
terjadi penarikan pada ruas pangkal jari dengan besar gaya tertentu, maka kabel
pada setiap link akan menegang dan menarik link atau ruas jari yang lain. Hasil
penelitian yang dilakukan oleh Saliba dan Axiax, 2007 mengenai desain
prosthetic jari tangan cross cable ini dapat mengatasi permasalahn yang ada
pada desain prosthetic jari tangan sistem cable hasil penelitian Dechev, et, al
pada tahun 1999 yaitu, hanya mampu melakukan gerak untuk gearakan flexi
saja, sehingga penggunaan sistem penggerak cross cable dapat dijadikan
sebagai usulan pengembangan atribut perancangan prosthetic jari tangan.
Berdasarkan alasan tersebut maka dalam penelitian kali ini, perlu dilakukan
perancangan prototype prosthetic jari tangan manusia yang mengadopsi
struktur jari tangan manusia dengan mengaplikasikan mekanisme cross bar dan
cross cable sebagai sistem penggeraknya, kemudian melakukan perbandingan
terhadap kedua prototype prosthetic jari tangan manusia tersebut dengan
melakukan eksperimen untuk mencari gaya tarik dinamis terkecil yang
dibutuhkan oleh kedua prototype prosthetic jari tangan manusia dalam
melakukan gerakan flexi. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat dijadikan
rekomendasi pengembangan penelitian tentang prosthetic tangan manusia
fungsional selanjutnya.
2. Perumusan masalah,
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka permasalahan dalam
penelitian ini adalah “bagaimana merancang prototype prosthetic jari tangan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-5
manusia yang mengadopsi struktur jari tangan manusia dengan
mengaplikasikan mekanisme cross bar dan cross cable sebagai sistem
penggeraknya, kemudian melakukan perbandingan terhadap kedua prototype
prosthetic jari tangan manusia tersebut dengan melakukan eksperimen untuk
mencari gaya tarik dinamis terkecil yang dibutuhkan oleh kedua prototype
prosthetic jari tangan manusia dalam melakukan gerakan flexi”.
3. Tujuan penelitian,
Membuat dua prototype rancangan prosthetic jari tangan manusia yang
masing-masing mengaplikasikan mekanisme sistem penggerak cross cable dan
sistem cross bar . Selain itu juga untuk mendapatkan besar gaya tarik dinamis
yang dibutuhkan oleh kedua prototype rancangan prosthetic jari tangan
manusia yang masing-masing mengaplikasikan mekanisme sistem penggerak
cross cable dan sistem cross bar, serta membandingkan besarnya gaya tarik
dinamis prosthetic jari tangan manusia yang digunakan untuk melakukan
gerakan flexi.
4. Manfaat penelitian,
Penelitian ini diharapkan dapat melengkapi penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya serta memberikan arahan rekomendasi pengembangan penelitian
tentang prosthetic tangan selanjutnya.
3.2 PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
Pengumpulan data dapat diperoleh dari sumber studi pustaka dan studi
lapangan.
1. Studi pustaka,
Studi pustaka dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan gambaran
mengenai teori-teori dan konsep-konsep yang digunakan dalam
menyelesaikan permasalahan yang diteliti dan untuk mendapatkan dasar-
dasar referensi yang kuat dalam menerapkan suatu metode yang digunakan.
Studi literatur dilakukan dengan mengeksplorasi buku-buku, jurnal,
penelitian-penelitian dan sumber-sumber lain yang terkait dengan desain
eksperimen, dan prosthetic jari tangan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-6
2. Observasi Lapangan
Observasi Lapangan dilakukan di Laboratorium Perencanaan dan Perancangan
Produk Teknik Industri UNS. Metode pengumpulan data yang digunakan
berupa studi lapangan, yaitu dengan melakukan pengamatan langsung terhadap
objek yang diteliti untuk memperoleh data yang dibutuhkan.
3. Identifikasi Kebutuhan Perancangan Pengembangan Prosthetic Jari Tangan
Identifikasi permasalahan pada pengembangan desain prosthetic jari tangan
dilakukan dengan metode study literatur dari penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya. Dari hasil identifikasi tersebut, dapat diketahui beberapa faktor
yang mempengaruhi pengembang desain prosthetic jari tangan.
Dari penjabaran faktor-faktor tersebut, maka diperoleh data mengenai deskripsi
permasalahan yang memunculkan atribut berupa kebutuhan perancangan link,
kebutuhan perancangan base yang digunakan dalam pengembangan desain
prosthetic jari tangan, serta dimensi yang dipakai dalam pengembangan desain
prosthetic jari tangan. Data-data tersebut kemudian digunakan sebagai acuan
dalam pembuatan protoype prosthetic jari tangan.
4. Perancangan Mekanisme Sistem Penggerak
Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam perancangan mekanisme sistem
penggerak diantaranya bentuk dan ukuran sistem penggerak disesuaikan
dengan desain prosthetic jari tangan, serta penempatan sistem penggerak
terdapat didalam desain.
Dari penjabaran faktor-faktor tersebut, maka diperoleh data mengenai deskripsi
permasalahan yang memunculkan atribut berupa pemilihan bahan yang
digunakan, dimensi, bentuk sistem penggerak, serta penempatan sistem
penggerak didalam desain prosthetic jari tangan.
5. Pembuatan Prototype Prosthetic Jari Tangan
Pada tahap ini, pengumpulan data hasil identifikasi tersebut diaplikasikan
dalam desain prototype prosthetic jari tangan. Proses manufaktur yang terjadi
dalam pembuatan prototype prosthetic jari tangan, sebagai berikut:
a. Proses grinding,
Proses grinding merupakan proses pemesinan untuk membentuk benda
kerja sesuai dengan bentuk yang diinginkan dengan bantuan dari alat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-7
gerinda yang berputar dan memiliki permukaan yang. Proses grinding
dilakukan pada komponen-komponen penyusun prototype prosthetic jari
tangan yang terbuat dari bahan PVC serta logam.
b. Proses drilling,
Proses drilling atau pengeboran merupakan proses pemesinan untuk
membuat lubang pada objek dengan menekan pahat drill yang berputar.
Proses drilling dalam pembuatan prototype prosthetic jari tangan sistem
kabel dilakukan untuk membuat lubang pada komponen sebagai tempat
joint dan porors penyangga. Proses ini dilakukan pada komponen yang
terbuat dari bahan PVC. Besarnya diameter yang harus dibentuk,
disesuaikan dengan besarnya komponen dan poros yang digunakan.
c. Proses assembling,
Proses assembling merupakan proses terakhir dalam tahap pembuatan
prototype prosthetic jari tangan. Dalam proses ini, komponen dirakit
menjadi satu bagian sehingga prototype prosthetic jari tangan mampu
melakukan fungsi pergerakan jari tangan manusia.
6. Pengukuran Kecepatan Respon dan Besar Gaya Tarik Dinamis Prototype
Prosthetic Jari Tangan
Pada proses ini dilakukan dalam beberapa tahapan, diantaranya :
a. Setting alat bantu pengukuran.
Tahap ini diawali dengan persiapan alat bantu pengukuran berupa meja
penyangga yang dilengkapi sistem katrol yang didesain khusus untuk
eksperimen pengukuran prototype prosthetic jari tangan. Meja penyangga
yang dilengkapi dengan sistem katrol yang didesain dengan perlakuan
untuk 2 jenis eksperimen, 2 sistem katrol tersebut yaitu :
1) Sistem katrol tanpa sistem puli dengan 3 pembebanan yang masing-
masing sebesar 500 gram, 550 gram, dan 600 gram. Alternatif desain
sistem katrol tersebut diterapkan terhadap kedua desain prototype
prosthetic jari tangan dengan tahap replikasi masing-masing sebanyak 3
kali.
2) Sistem katrol menggunakan sistem puli dengan 2 pembebanan yang
masing-masing sebesar 79,74 gram dan 84,56 gram. Alternatif desain
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-8
sistem katrol tersebut diterapkan terhadap kedua desain prototype
prosthetic jari tangan dengan tahap replikasi masing-masing sebanyak 3
kali.
Penerapan 2 sistem katrol tersebut dilakukan karena pada penelitian ini
dilakukan 2 eksperimen yang berbeda, sehingga dibutuhkan alat bantu
berupa meja penyangga dengan sistem katrol yang khusus pada masing-
masing eksperimen. Tujuan dari dilakukannya 2 eksperimen yaitu untuk
mengetahui apakah variansi dari faktor pembebanan dan faktor desain
dapat mempengaruhi besar gaya tarik dinamis yang dihasikan secara
signifikan.
b. Pengkondisian penyetaraan objek pengukuran berupa prototype prosthetic
jari tangan
Pengkondisian penyetaraan sebelum dilakukan pengujian. Hal ini
dilakukan agar kedua prototype prosthetic jari tangan mendapat perlakuan
yang sama saat dilakukan pengukuran. Tahap penyetaraan dilakukan
terhadap alat bantu pengukuran berupa media meja penyangga yang
dilengkapi dengan sistem katrol untuk pengujian, dimana desain prototype
prosthetic jari tangan dipasangkan sedemikian rupa pada sistem katrol
yang telah dilengkapi oleh tali penarik dan bandul pendulum yang
beratnya sudah ditentukan yang kemudian digunakan sebagai beban untuk
menarik prototype prosthetic jari.
c. Pengukuran kecepatan respon prototype prosthetic jari tangan sistem
penggerak cross cable dan cross bar
Pada tahap ini kedua prototype prosthetic jari tangan secara bergantian
dipasangkan pada sistem katrol kemudian dilakukan eksperimen dengan
beberapa perlakuan yang telah ditentukan untuk menghasilkan data
eksperimen berupa kecepatan respon gerakan yang dialami kedua
prototype prosthetic jari tangan.
d. Perhitungan besar gaya tarik dinamis pada prototype prosthetic jari tangan
Data hasil pengukuran kecepatan respon kemudian digunakan untuk
perhitungan besar gaya tarik dinamis pada prototype prosthetic jari tangan.
Besar gaya tarik dinamis dipengaruhi waktu respon pada prosthetic jari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-9
tangan dalam melakukan gerakan. Dalam tahap pengukuran kecepatan
respon, didapatkan data mengenai waktu respon, data tersebut digunakan
untuk perhitungan gaya tarik dinamis dari prototype prosthetic jari tangan
saat melakukan gerakan.
Pada tahap pengukuran, digunakan peralatan yang dapat mendukung
pengumpulan data untuk mendapatkan hasil yang maksimal dan akurat. Alat-
alat yang diperlukan dalam penelitian, sebagai berikut:
a. Unit penelitian, adalah dua unit prototype prosthetic jari tangan yang
memiliki perbedaan mekanisme sistem gerak (sistem cable dan sistem
bar).
b. Jangka sorong, digunakan untuk mengukur dimensi tiap komponen
prototype prosthetic jari tangan.
c. Penggaris, digunakan untuk mengukur dimensi tiap komponen prototype
prosthetic jari tangan.
d. Meja penyangga yang dilengkapi sistem katrol, digunakan untuk
melakukan pengujian mekanik terhadap prototype prosthetic jari tangan.
e. Kamera digital, digunakan untuk merekam secara visual dan sebagai
pemantauan terhadap waktu respon pergerakan prototype prosthetic jari
tangan.
7. Uji Komparasi Desain Prosthetic Jari Tangan
Uji komparasi dilakukan untuk membandingkan kedua desain prosthetic jari
tangan dengan pengujian statistik. Hasil dari perhitungan statistik tersebut
digunakan dalam pemilihan desain prosthetic jari tangan. Pada penelitian ini,
digunakan Teknik desain eksperimen dengan 2 model berbeda, yaitu: Teknik
Randomize Block Design yang kemudian dilanjutkan dengan menggunakan
teknik desain Factorial Eksperiment. Teknik desain Factorial Eksperimen
digunakan untuk meneliti pengaruh faktor terhadap suatu respon. Faktor yang
dimaksudkan dalam penelitian ini adalah faktor pembebanan dan faktor desain,
sedangkan respon yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah besar gaya
tarik dinamis prototype prosthetic jari tangan. Selain itu teknik desain
Factorial Eksperimen digunakan untuk menentukan apakah terdapat interaksi
yang berarti antar kedua faktor tersebut. Teknik Randomize Block Design
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
III-10
digunakan karena eksperimen ini terdiri dari dua faktor, yaitu faktor
pembebanan dan faktor desain prothestic tangan, dimana faktor pembebanan
dijadikan pembatas atau block, selain itu Randomize Block Design digunakan
untuk memperkecil galat percobaan, karena satuan-satuan dalam suatu blok
mempunyai sifat-sifat yang lebih bersamaan daripada diblok yang berlainan.
Eksperimen dilakukan untuk pengujian terhadap gaya tarik dinamis prosthetic
jari tangan yang digunakan untuk melakukan gerakan flexi.
8. Analisis Uji Variansi
Pada tahap ini dilakukan analisis hasil perhitungan dan pengujian statistik dari
data hasil eksperimen. Tahap ini digunakan sebagai bahan masukan dalam
pemilihan desain prosthetic jari tangan dengan mempertimbangkan beberapa
hal, diantaranya:
a. Besar gaya tarik dinamis pengoperasian prosthetic jari tangan. Desain
tangan prosthetic yang dipilih adalah desain yang memiliki besar gaya
tarik dinamis pengoperasian yang optimum.
b. Proses manufaktur pembuatan prototype prosthetic jari tangan
3.3 ANALISIS DAN KESIMPULAN
Pada tahap ini dilakukan analisis dan interpretasi hasil penelitian untuk
memberikan gambaran secara menyeluruh dari hasil yang telah diperoleh pada
tahap pengumpulan dan pengolahan data sebagai bahan pertimbangan dalam
rekomendasi desain prosthetic jari tangan.
3.4 KESIMPULAN DAN SARAN
Tahap ini merupakan bagian akhir dari penelitian yang membahas
kesimpulan dari hasil yang diperoleh serta usulan atau rekomendasi untuk
implementasi lebih lanjut dan bagi penelitian selanjutnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-1
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
Pada bab ini akan diuraikan proses pengumpulan dan pengolahan data.
Deskripsi permasalahan secara detail dalam perancangan prosthetic jari tangan
meliputi perancangan link, perancangan base, dan perancangan mekanisme sistem
gerak. Kemudian tahap penentuan fitur dan konsep perancangan meliputi
kebutuhan perancangan berdasarkan kriteria dasar perancangan prosthetic jari
tangan. Tahap selanjutnya pembuatan prototype serta dilakukan pengujian untuk
mendapatkan data untuk dilakukan pengolahan data dengan menghasilkan
rekomendasi rancangan terbaik.
4.1 PENGUMPULAN DATA
Data yang dikumpulkan dalam penelitian meliputi deskripsi masalah
prosthetic jari tangan, identifikasi masalah prosthetic jari tangan, pengumpulan
data kualitatif dan data kuantitatif. Penjelasan mengenai tahapan-tahapan dalam
pengumpulan dan pengolahan data secara lengkap, dijelaskan pada subbab
berikut.
4.1.1 Deskripsi Masalah Prosthestic Jari Tangan
Prosthetic difungsikan sebagai pengganti bagian tubuh yang hilang akibat
amputasi ataupun cacat bawaan sejak lahir. Sesuai dengan fungsinya sebagai
pengganti bagian tubuh yang hilang, maka prosthetic tangan dirancang dengan
mengadopsi bentuk serta sistem kerja yang ada pada tangan manusia. Struktur
tangan manusia pada umumnya terdiri dua bagian utama, yaitu bagian telapak
tangan dan jari tangan. Bagian jari tangan manusia tersusun dari 3 ruas tulang dan
sendi yang biasa disebut rus jari tangan manusia. Berikut adalah gambar struktur
tangan manusia dan gambar struktur prosthetic tangan manusia.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-2
(a) (b)
Gambar 4.1 (a) Struktur tangan manusia dan (b) struktur prosthetic tangan Sumber : (a) Saliba dan Axiak, 2007 (b) Stellin, et all, 2007
Sejak awal diciptakan, prosthetic tangan terus mengalami perkembangan,
baik dalam hal bentuk maupun fungsinya. Bagi para penyandang cacat tangan,
prosthetic tangan memiliki dua fungsi, yaitu sebagai kosmetik dan sebagai alat
fungsional. Prosthetic tangan sebagai alat fungsional diharapkan mampu
menjalankan enam model gerakan dasar tangan manusia, yaitu cylindrical, lateral,
palmar, hook, tip, dan spherical (Martel dan Gini, 2007). Enam model gerakan
tersebut sangat dipengaruhi oleh desain prosthetic jari tangan dan mekanisme
sistem penggeraknya. Terdapat dua mekanisme sistem penggerak yang digunakan
dalam penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, mekanisme sistem
penggerak tersebut adalah sistem penggerak cable dan bar. Sistem penggerak
cable menggunakan penarik berupa kabel yang dirangkaikan pada desain
prosthetic, sedangkan sistem penggerak bar menggunakan beberapa rigid link
yang kemudian disusun dalam desain prosthetic jari tangan.
4.1.2 Identifikasi Masalah Prosthestic Jari Tangan
Pada tahap ini dilakukan identifikasi masalah prosthetic jari tangan
terhadap beberapa penelitian terdahulu dengan tema prosthetic jari tangan yang
telah dilakukan, diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Dechev, et al
(1999), yang melakukan penelitian mengenai desain prosthetic jari tangan dengan
menggunakan mekanisme sistem penggerak cable dan bar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-3
Gambar 4.2 Desain prosthetic jari tangan sistem cable Sumber : Dechev, et al, 1999
Desain prosthetic jari tangan dengan menggunakan mekanisme sistem
penggerak cable hasil penelitian Dechev, et al (1999) ini mengadopsi struktur jari
tangan manusia yang terdiri dari tiga segmen ruas jari yaitu proximal phalanx,
medial phalanx, serta distal phalanx. Material bahan yang digunakan untuk ketiga
segmen phalanx tersebut adalah logam aluminium. Untuk menghubungkan ketiga
segmen phalanx tersebut terdapat komponen joint yang terbuat dari material
bahan aluminium berbentuk silinder. Komponen cable dirangkaikan pada desain
prosthetic jari tangan tepatnya pada ujung komponen distal phalanx, kemudian
komponen cable dihubungkan pada komponen palm melalui rongga pada
komponen pipa kecil yang terpasang pada komponen proximal phalanx dan
medial phalanx. Pada saat cable ditarik, maka cable menegang sehingga
komponen distal phalanx akan tertarik kemudian bergerak mengikuti arah tarikan
dari cable hingga membentuk gerakan flexi atau gerak jari menutup.
Beberapa kekurangan yang ada pada desain ini adalah belum memiliki
sistem tarik untuk gerakan extensi atau gerak jari membuka dan hanya memiliki
sistem tarik untuk gerakan flexi atau gerak jari menutup, serta dengan adanya
komponen pipa kecil yang terpasang pada komponen proximal phalanx dan
medial phalanx sebagai tempat penyalur cable, maka gerakan jari akan tertahan
oleh komponen pipa tersebut, sehingga gerakan flexi yang terbentuk tidak
maksimal.
Pada penelitian selanjutnya, Dechev, et al (1999) melakukan penelitian
pula mengenai desain prosthetic jari tangan dengan menggunakan mekanisme
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-4
sistem bar. Berbeda dengan desain prosthetic jari tangan sistem cable, desain
prosthetic jari tangan sistem gerak bar terdiri dari 6 komponen bar atau dapat
juga disebut rigid link yang terbuat dari material bahan logam aluminium dengan
bentuk dan ukuran berbeda yang dirangkai dengan menggunakan komponen joint
sebagai penghubung hingga menyerupai bentuk jari tangan.
Gambar 4.3 Desain prosthetic jari tangan sistem bar Sumber : Dechev, et al, 1999
Sistem kerja pada desain prosthetic jari tangan sistem gerak bar terletak
pada rangkaian rigid link yang terhubung satu sama lain, sehingga saat terjadi
pergerakan pada salah satu segmen, maka rigid link yang ada pada tiap segmen
akan saling mendorong ataupun menarik sehingga terbentuk gerakan menyerupai
gerakan jari yang membuka atau menutup.
Beberapa kekurangan yang ada pada desain prosthetic jari tangan sistem
bar hasil penelitian Dechev, et al, 1999 ini adalah, pergerakan rigid link yang
kaku mengakibatkan tidak sempurnanya gerakan menutup dan membuka pada
prosthetic jari tangan. Selain itu dari aspek fisik desain prosthetic jari tangan
tersebut kurang mencerminkan bentuk tangan manusia, karena desain ini belum
mengadopsi struktur jari tangan manusia yang terdiri dari tiga segmen ruas jari
yaitu proximal phalanx, medial phalanx, serta distal phalanx.
Permasalahan yang terdapat pada kedua desain prosthetic jari tangan hasil
penelitian Dechev, et al, 1999, disajikan kedalam tabel 4.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-5
Tabel 4.3 Permasalahan yang timbul pada desain prosthetic jari tangan mekanisme sistem penggerak cable dan bar penelitian Dechev, et al, 1999
Prosthetic Jari Tangan
Permasalahan Yang Timbul
Hanya dapat melakukan gerak untuk gerakan flexi sajaGerak flexi yang kurang maksimalPergerakan rigid link yang kaku mengakibatkan tidak sempurnanya gerakan menutup dan membuka pada prosthetic jari tanganKurang mampu mencerminkan bentuk tangan manusia normal
Sistem Penggerak Cross Cable
Sistem Penggerak Cross Bar
Pada tahun 2007, Saliba dan Axiax dari University of Malta, melakukan
penelitian tentang desain prosthetic jari tangan dengan menggunakan mekanisme
sistem penggerak cross cable. Sistem penggerak cross cable terdiri dari dua jalur
cable yang terpasang bersilangan, sistem tersebut berfungsi untuk mendapatkan
gerakan flexi dan extensi secara bergantian pada desain prosthetic jari tangan.
Gambar 4.4 menunjukan desain prosthetic jari tangan hasil penelitian Saliba dan
Axiax, 2007.
Gambar 4.4 Desain prosthetic jari tangan sistem cross cable Sumber : Saliba dan Axiax, 2007
Gambar 4.4 menunjukan desain prosthetic jari tangan cross cable bekerja
dengan kondisi prosthetic jari tangan dalam keadaan terbuka. Jalur lintasan cable
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-6
dirancang bersilangan sehingga membentuk 2 jalur agar menghasilkan gerakan
fleksi dan ekstensi. Sistem penarikan yang diterapkan pada prosthetic jari tangan
menggunakan mekanisme sistem kabel yang menghubungkan antar link pada
prosthetic jari tangan, sehingga pada saat terjadi penarikan pada ruas pangkal jari
dengan besar gaya tertentu, maka kabel pada setiap link akan menegang dan
menarik link atau ruas jari yang lain. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Saliba
dan Axiax, 2007 mengenai desain prosthetic jari tangan cross cable ini dapat
mengatasi permasalahn yang ada pada desain prosthetic jari tangan sistem cable
hasil penelitian Dechev, et, al pada tahun 1999 yaitu, hanya mampu melakukan
gerak untuk gearakan flexi saja, sehingga penggunaan sistem penggerak cross
cable dapat dijadikan sebagai usulan pengembangan atribut perancangan
prosthetic jari tangan.
Mengacu pada hasil dari penelitian yang dilakukan oleh Dechev, et, al
pada tahun 1999, mengenai atribut dasar dalam perancangan prosthetic jari
tangan, adalah sebagai berikut:
1. Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun
cukup kuat.
2. Ukuran prosthetic jari tangan harus serupa dengan ukuran jari tangan
manusia normal, baik dalam ukuran panjang dan ukuran lebarnya.
( Dechev, et al, 1999)
Berdasarkan data-data mengenai permasalahan yang timbul pada prosthetic jari
tangan dari penelitian terdahulu serta dengan penambahan informasi mengenai
atribut dasar dalam perancangan prosthetic jari tangan dari penelitian yang
dilakukan oleh Dechev, et, al pada tahun 1999, maka tahap selanjutnya adalah
menterjemahkan data-data tersebut menjadi kriteria perbaikan dan pengembangan
perancangan prosthetic jari tangan yang menghasilkan usulan pengembangan
atribut perancangan seperti yang ditampilkan dalam tabel 4.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-7
Tabel 4.2 Usulan pengembangan atribut perancangan prosthetic jari tangan prosthetic jari tangan
Prosthetic Jari Tangan
Atribut Perancangan
Awal
Kriteria Pertimbangan Untuk Perbaikan dan Pengembangan Perancangan Prosthetic Jari
Tangan
Usulan Pengembangan Atribut Perancangan
Hanya dapat melakukan gerak untuk gerakan flexi saja
Prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan ekstensi
Gerak flexi yang kurang maksimalProsthetic jari tangan mampu melakukan gerakan flexi yang maksimal
Prosthetic jari tangan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Ukuran prosthetic jari tangan harus serupa dengan ukuran jari tangan manusia normal, baik dalam ukuran panjang dan ukuran lebarnya
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki dimensi yang serupa dengan jari tangan manusia
Pergerakan rigid link yang kaku mengakibatkan tidak sempurnanya gerakan menutup dan membuka pada prosthetic jari tangan
Prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan fleksi dan ekstensi yang sempurna
Kurang mampu mencerminkan bentuk tangan manusia normal
Ukuran prosthetic jari tangan harus serupa dengan ukuran jari tangan manusia normal, baik dalam ukuran panjang dan ukuran lebarnya
Prosthetic jari tangan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki dimensi yang serupa dengan jari tangan manusia
Sistem Penggerak
Cross Cable
Dapat melakukan gerakan flexi
Sistem Penggerak Cross Bar
Dapat melakukan gerakan flexi dan extensi
Terdapat 7 usulan pengembangan atribut perancangan yang didapat dari hasil
perwujudan kriteria perbaikan dan pengembangan perancangan prosthetic jari
tangan. Dari usulan pengembangan atribut perancangan tersebut, kemudian
diterjemahkan kedalam usulan perbaikan dan pengembangan prosthetic jari
tangan untuk menyederhanakan dalam proses penentuan kebutuhan fungsional
perancangan prosthetic jari tangan. Usulan perbaikan dan pengembangan
prosthetic jari tangan dapat dilihat pada tabel 4.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-8
Tabel 4.3 Usulan perbaikan dan pengembangan prosthetic jari tangan
Prosthetic Jari Tangan
Usulan Pengembangan Atribut Perancangan
Usulan Perbaikan dan Pengembangan
Prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan ekstensiProsthetic jari tangan mampu melakukan gerakan flexi yang maksimal
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki dimensi yang serupa dengan jari tangan manusiaProsthetic jari tangan mampu melakukan gerakan fleksi dan ekstensi yang sempurna
Desain sistem penggerak cross bar prosthetic jari tangan
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki dimensi yang serupa dengan jari tangan manusia
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Sistem Penggerak Cross Cable
Sistem Penggerak Cross Bar
Desain link dan base prosthetic jari tangan
Penggunaan desain penggerak sistem cross cable prosthetic
jari tangan
Desain link dan base prosthetic jari tangan
Pada tabel 4.3, dijelaskan bahwa terdapat 4 perwujudan usulan perbaikan
dan pengembangan prosthetic jari tangan. Terdapat 2 usulan perbaikan dan
pengembangan prosthetic jari tangan yang sama untuk kedua desain prosthetic
jari tangan, yaitu sistem penggerak cable dan bar, perlu dilakukan perbaikan pada
desain link dan base, hal tersebut dilakukan karena kedua desain tersebut belum
mampu mencerminkan bentuk tangan manusia, serta belum memiliki kriteria
prosthetic jari tangan diharapkan yaitu memiliki beban yang ringan, serta kuat.
Selain itu, pada kedua desain prosthetic jari tangan sistem penggerak cable dan
bar, perlu dilakukan perbaikan terhadap sistem penggeraknya.
4.2 PENGOLAHAN DATA
Pengembangan desain prosthetic jari tangan merupakan tahap pengolahan
data yang telah dikumpulkan berdasarkan pengamatan untuk mengembangkan
prosthetic jari tangan. Proses pengembangan desain prosthetic jari tangan, melalui
tiga tahap yaitu, Functional Domain, tahap Physical Domain, dan tahap Process
Domain.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-9
4.2.1 Tahap Functional Domain
Tahap Functional Domain menterjemahkan usulan atribut perancangan ke
dalam kebutuhan fungsional atau Functional Requirements (FR), kebutuhan
fungsional dalam pengembangan prosthetic jari tangan ditunjukkan pada tabel 4.3
Tabel 4.4 Kebutuhan fungsional dalam pengembangan desain prosthetic jari
tangan manusia
Prosthetic Jari Tangan
Usulan Pengembangan Atribut Perancangan
Usulan Perbaikan dan Pengembangan
Kebutuhan Fungsional
Prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan ekstensi
Prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan flexi yang maksimalProsthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Material bahan penyusun prosthetic jari tangan
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki dimensi yang serupa dengan jari tangan manusia
Ukuran panjang, lebar dan tebal prosthetic jari tangan disesuaikan dengan ukuran tangan manusia normal
Prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan fleksi dan ekstensi yang sempurna
Desain sistem penggerak cross bar prosthetic jari tangan
Desain rigid link (sistem penggerak bar )
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki dimensi yang serupa dengan jari tangan manusia
Ukuran panjang, lebar dan tebal prosthetic jari tangan disesuaikan dengan ukuran tangan manusia normal
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Material bahan penyusun prosthetic jari tangan
Desain alur cable dalam sistem penarik (sistem penggerak cable )
Sistem Penggerak
Cross Cable
Sistem Penggerak Cross Bar
Desain link dan base prosthetic jari tangan
Penggunaan desain penggerak sistem cross
cable prosthetic jari tangan
Desain link dan base prosthetic jari tangan
Kebutuhan fungsional merupakan hasil analisis dari usulan atribut
perancangan yang telah diterjemahkan kedalam usulan perbaikan dan
pengembangan prosthetic jari tangan terhadap kedua desain prosthetic jari tangan.
Dari hasil analisis tersebut, muncul enam kebutuhan fungsional dalam
pengembangan, namun dari keenam kebutuhan fungsional tersebut, terdapat 2
kebutuhan fungsional yang sama dari masing-masing desain prosthetic jari tangan
dan dapat digabungkan, sehingga secara keseluruhan terdapat empat kebutuhan
fungsional dalam pengembangan desain prosthetic jari tangan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-10
Pada atribut dimensi prosthetic jari tangan sesuai dengan dimensi tangan
manusia normal, diterjemahkan menjadi dua kebutuhan fungsional, yaitu jumlah
phalanx prosthetic jari tangan dan ukuran panjang, lebar dan tebal prosthetic jari
tangan yang disesuaikan dengan ukuran tangan manusia normal. Kemudian atribut
prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, serta kuat
diterjemahkan menjadi satu kebutuhan fungsional agar atribut tersebut mampu
diaplikasikan dalam pengembangan, yaitu material bahan penyusun prosthetic jari
tangan. Kedua atribut ini digunakan terhadap dua desain prosthetic jari tangan.
Pada atribut prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan ekstensi,
diterjemahkan kedalam satu kebutuhan fungsional yaitu penggunaan sistem cross
cable dalam sistem penarik. Kebutuhan fungsional ini hanya diterapkan pada
desain desain prosthetic jari tangan sistem cable saja.
Pada atribut prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan fleksi dan
ekstensi yang sempurna, diterjemahkan kedalam satu kebutuhan fungsional yaitu
perbaikan desain rigid link dalam pengembangan prosthetic jari tangan sistem
bar. Kebutuhan fungsional ini hanya diterapkan pada desain prosthetic jari tangan
sistem bar saja.
4.2.2 Tahap Kebutuhan Fungsional
Perwujudan mengenai kriteria kebutuhan fungsional dalam pengembangan
prosthetic jari tangan, adalah sebagai berikut :
A. Prosthetic jari tangan memiliki beban yang ringan, serta kuat
Berat prosthetic dipengaruhi oleh bahan yang digunakan dan jumlah
komponen yang menyusunnya. Dalam pengembangan prosthetic jari tangan,
terdapat 4 komponen utama penyusun prosthetic jari tangan yang terdiri dari
komponen link, komponen joint, komponen poros penyangga, dan komponen
base. Komponen-komponen tersebut terbuat dari material bahan yang
berbeda. Kriteria utama bahan yang diperlukan untuk pembuatan prosthetic
jari tangan adalah ringan dan kuat. Penjelasan mengenai penggunaan bahan
yang muncul pada masing-masing komponen adalah sebagai berikut :
1. Komponen link dan base,
Sejak penelitian mengenai proshetic tangan mulai berkembang, beberapa
bahan atau material telah digunakan sebagai bahan penyusun utamanya,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-11
beberapa bahan yang sering dijadikan eksperimen dalam pembuatan
proshetic tangan diantaranya adalah aluminium dan nylon. Seperti
penelitian yang dilakukan oleh Dechev, et al (1999), yang melakukan
penelitian mengenai desain prosthetic jari tangan dengan menggunakan
mekanisme sistem penggerak cable dan sistem bar, kedua desain
prosthetic jari tangan tersebut menggunakan aluminium sebagai material
penyusun proshetic jari tangan. Aluminium merupakan material jenis
logam yang kuat sedangkan nylon merupakan merupakan resin dengan
ikatan amida -NH-Co-, dan dari strukturnya dapat dibagi menjadi [NH-R-
NHCO-R’-CO]n dan [NH-R—CO]n. Sifat dasar dari plastik industri ini
adalah kuat, dan mudah dibentuk. Namun dalam salah satu poin pada
kriteria perbaikan dan pengembangan perancangan prosthetic jari tangan,
menyatakan bahwa prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang
ringan namun cukup kuat, maka material aluminium dan nylon dirasa
belum sesuai dengan kriteria dasar dalam dan pengembangan perancangan
prosthetic jari tangan yaitu dalam hal beban yang ringan. Oleh karena itu
pada penelitian ini alternatif bahan yang digunakan adalah plastik industri
jenis polivinil klorida atau sering disebut dengan PVC. PVC adalah
polimer termoplastik urutan ketiga dalam hal jumlah pemakaian di dunia,
setelah polietilena dan polipropilena.
Tabel 4.5 Kekuatan material
Sumber:Callister dan Rethwisch :Material science and engineering and introduction, 2009
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-12
Dari tabel 4.5, dapat dilihat bahwa ketiga material memiliki kemampuan
menghasilkan kekuatan yang berbeda dimana, aluminium memiliki
kekuatan yang lebih besar dibanding bahan nylon dan PVC. Namun dari
segi harga, PVC lebih murah dibanding aluminium dan nylon. Di seluruh
dunia, lebih dari 50% PVC yang diproduksi dipakai dalam konstruksi.
PVC diproduksi dengan cara polimerisasi monomer vinil klorida
(CH2=CHCl). Karena 57% massanya adalah klor.
Gambar 4.5 Material bahan PVC yang digunakan untuk pembuatan komponen prototipe prosthetic jari tangan
Selain lebih murah dibandingkan dengan bahan aluminium dan nylon,
PVC juga merupakan material bahan yang tahan lama, kuat, ringan, mudah
dibentuk dan mudah dirangkai. PVC bisa dibuat lebih elastis dan fleksibel
dengan menambahkan plasticizer, umumnya ftalat. Selain itu, PVC mudah
untuk diperoleh di pasaran dengan harga yang murah. Bahan PVC
digunakan pada komponen utama prosthetic jari tangan, yaitu pada link 1
sebagai aplikasi dari proximal phalanx prosthetic jari tangan, link 2
sebagai aplikasi dari medial phalanx prosthetic jari tangan, link 3 sebagai
aplikasi distal phalanx prosthetic jari tangan, serta link base sebagai
aplikasi pengganti komponen telapak tangan. Keempat komponen tersebut
merupakan bagian penting dalam menentukan berat prosthetic jari tangan.
2. Komponen joint,
Komponen ini digunakan untuk menghubungkan komponen link, dimana
alternatif bahan yang muncul adalah aluminium. Aluminium dipilih karena
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-13
memiliki permukaan yang halus serta rata, sehingga dapat mengurangi
gesekan pada saat link pada prosthetic jari tangan bergerak.
Gambar 4.6 Komponen joint prosthetic jari tangan
Dimensi joint pada prosthetic jari tangan dalam satuan milimeter, dapat
dilihat pada gambar 4.7 di bawah ini.
Tampak depan Perspektif
Gambar 4.7 Dimensi komponen joint prosthetic jari tangan
3. Komponen poros penyangga
Komponen poros penyangga berfungsi sebagai tempat tautan dari sistem
penarik. Komponen ini menggunakan bahan aluminium pejal. Bahan ini
dipilih karena ringan dan mudah untuk dibentuk melalui proses pemesinan.
Panjang dan diameter dalam satuan milimeter dari komponen poros
penyangga dapat dilihat pada gambar 4.8.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-14
Gambar 4.8 Komponen poros penyangga
Panjang dan diameter komponen poros penyangga disesuaikan dengan
dimensi dari komponen proximal phalanx, komponen medial phalanx dan,
distal phalanx.
B. Ukuran Prosthetic Jari Tangan Harus Serupa Dengan Ukuran Jari Tangan
Manusia Normal.
1. Ukuran panjang, lebar dan tebal prosthetic jari tangan disesuaikan dengan
ukuran tangan manusia normal dengan beberapa ketentuan untuk
kemudahan pembuatan. Jari dirancang memiliki dimensi yang sama. Tabel
4.6 menunjukan dimensi dari link prosthetic jari tangan.
Tabel 4.6 Dimensi prosthetic jari tangan
Sumber: Saliba dan Axiak , 2007
2. Jumlah phalanx prosthetic jari tangan,
Desain ini mengadopsi struktur jari tangan manusia yang terdiri dari tiga
segmen ruas jari yaitu proximal phalanx, medial phalanx, distal phalanx,
serta phalanx base sebagai aplikasi dari telapak tangan.
Perwujudan dari fitur yang ada dalam memenuhi kebutuhan perancangan
link dan base, disajikan dalam bentuk rancangan prototype prosthetic jari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-15
tangan. Prototype prosthetic jari tangan dirancang memiliki rongga pada
bagian tengah, rongga tersebut berfungsi sebagai tempat sistem penggerak
yang akan digunakan, baik menggunakan sistem penggerak cross cabel
maupun cross bar. Gambaran lengkap mengenai rancangan prototype link
dan base beserta dimensinya adalah sebagai berikut :
a) Prototype Link 1,
Prototype Link 1 menggambarkan bagian jari tangan manusia yang
biasa disebut Proximal phalanx. Komponen ini merupakan salah satu
komponen utama pada bagian prosthetic jari tangan. Prototype link 1
ini terbuat dari bahan PVC.
Pada bagian tengah rangka prototype link 1 terdapat joint penghubung
antar link yang terbuat dari aluminium serta merupakan tempat sistem
penarikan terhadap prosthetic jari berada.
Gambar 4.9 Komponen link 1 prosthetic jari tangan
Gambar 4.9 menunjukkan bentuk dari prototype link 1 prosthetic jari
tangan. Penentuan dimensi dari komponen prototype link 1 berdasarkan
dimensi jari tangan manusia dengan satuan dimensi dalam milimeter.
Tampak Depan
Tampak Atas
Gambar 4.10 Dimensi link 1 prosthetic jari tangan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-16
b) Prototype Link 2,
Prototype link 2 menggambarkan bagian jari tangan manusia yang biasa
disebut medial phalanx. Komponen ini merupakan salah satu komponen
utama pada bagian prosthetic jari tangan. Prototype link 2 ini terbuat
dari bahan PVC.
Gambar 4.11 Komponen Prototype Link 2 prosthetic jari tangan
Pada bagian tengah prototype link 2 terdapat joint penghubung antar
link yang terbuat dari aluminium serta merupakan tempat sistem
penarikan prosthetic jari tangan. Pada gambar 4.11 menunjukkan
bentuk dari prototype link 2 prosthetic jari tangan. Penentuan dimensi
dari komponen prototype link 2 berdasarkan dimensi dari tangan
manusia dengan satuan dimensi dalam milimeter.
Tampak Depan
Tampak Atas
Gambar 4.12 Dimensi link 2 prosthetic jari tangan
c) Prototype Link 3,
Prototype link 3 menggambarkan bagian jari tangan manusia yang biasa
disebut Distal phalanx. Komponen ini merupakan salah satu komponen
utama pada bagian prosthetic jari tangan. Prototype Link 3 ini terbuat
dari bahan PVC.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-17
Gambar 4.13 Komponen Prototype Link 3 prosthetic jari tangan
Pada bagian tengah Prototype link 3 terdapat joint penghubung antar
link yang terbuat dari aluminium serta merupakan tempat sistem
penarikan terhadap jari berada. Pada gambar 4.13 menunjukkan bentuk
dari prototype link 3 prosthetic jari tangan kosmetik. Penentuan dimensi
dari komponen prototype link berdasarkan dimensi dari tangan manusia
dengan satuan dimensi dalam milimeter.
Tampak Depan
Tampak Atas
Gambar 4.14 Dimensi link 3 prosthetic jari tangan
d) Desain Prototype Prosthetic Base,
Prototype base menggambarkan bagian pangkal jari manusia yang
mengaplikasikan telapak tangan manusia. Komponen ini merupakan
salah satu komponen utama pada bagian prosthetic jari tangan.
Prototype base ini terbuat dari bahan PVC.
Gambar 4.15 Komponen prototype base prosthetic jari tangan sistem cross cable
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-18
Pada bagian tengah rangka base terdapat poros penyangga rangka, joint
penghubung antar link yang terbuat dari aluminium serta merupakan
tempat sistem penarikan terhadap jari berada. Gambar 4.15
menunjukkan bentuk dari base prosthetic jari tangan sistem bar.
Penentuan dimensi dari komponen base berdasarkan dimensi dari
tangan manusia dengan satuan dimensi dalam milimeter.
Tampak Depan
Tampak Atas
Gambar 4.16 Dimensi base prosthetic jari tangan sistem cross cable
C. Prosthetic jari tangan mampu melakukan gerakan ekstensi
1. Desain prosthetic jari tangan dengan sistem cross cable
Mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Saliba dan Axiax, 2007,
mengenai desain prosthetic jari tangan sistem cross cable, Jalur lintasan cable
dirancang bersilangan sehingga membentuk 2 jalur agar menghasilkan
gerakan fleksi dan ekstensi. Sistem penarikan yang diterapkan pada prosthetic
jari tangan menggunakan mekanisme sistem kabel yang menghubungkan
antar link pada prosthetic jari tangan, sehingga pada saat terjadi penarikan
pada ruas pangkal jari dengan besar gaya tertentu, maka kabel pada setiap
link akan menegang dan menarik link atau ruas jari yang lain.
Sistem penggerak cross cable menghubungkan komponen link yang
berperan sebagai ruas-ruas jari pada tangan, dengan menautkan tali kabel
pada poros penyangga yang terdapat pada setiap ruas jari yang seluruh
rangkaian kabelnya terpusat pada tuas penarik, sehingga pada saat terjadi
penarikan kabel pada ujung tuas penarik, maka kabel yang menghubungkan
antara komponen tuas penarik dengan jari akan menegang dan jari akan
membuka atau menutup.
2. Desain prosthetic jari tangan dengan sistem cross bar
Sistem penggerak menggunakan bar atau dapat juga disebut (rigid link),
menghubungkan komponen link yang berperan sebagai ruas-ruas jari pada
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-19
tangan, dengan menautkan bar pada poros penyangga yang terdapat pada
setiap ruas jari yang seluruh rangkaian bar terpusat pada tuas penarik yang
ujungnya dirangkaikan dengan tali penarik, sehingga pada saat terjadi
penarikan tali pada ujung tuas penarik, bar yang menghubungkan antara
komponen tuas penarik dengan jari akan mendorong ataupun menarik bar
yang terdapat pada ruas jari yang lain sehingga jari akan membuka atau
menutup.
Komponen bar merupakan salah satu komponen penting dalam sistem
ini, komponen ini berfungsi sebagai sistem penggerak. Dimensi dari
komponen bar pada gambar 4.17 dinyatakan dalam satuan milimeter,
Gambar 4.17 Komponen bar
Komponen bar terbuat dari bahan PVC karena ringan dan mudah untuk
dibentuk. Komponen bar tersusun dari beberapa rigid link yang ditautkan
sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai sistem penggerak.
4.2.3 Process Domain
Kriteria Process Domain diwujudkan dalam bentuk prototype. Perwujudan
Process Domain adalah prosthetic jari tangan yang terdiri dari:
A. Prototype Prosthetic Jari Tangan Dengan Sistem Cross Cable
Pembuatan prototype prosthetic jari tangan sistem cross cable ini,
dilakukan dengan beberapa proses manufaktur, diantaranya :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-20
1. Proses grinding,
Proses grinding merupakan proses pemesinan untuk membentuk benda
kerja sesuai dengan bentuk yang diinginkan dengan bantuan dari alat
gerinda yang berputar. Proses grinding dilakukan pada komponen-
komponen penyusun prosthetic jari tangan yang terbuat dari bahan PVC
dengan mengikuti alur gambar atau desain mall sehingga terbentuk sesuai
bentuk dari mall itu sendiri. Beberapa komponen yang dibentuk melalui
proses grinding antaralain proximal phalanx, phalanx media, distal
phalanx, serta komponen link base. Kesulitan yang terjadi pada proses ini
adalah mendapatkan tingkat presisi yang baik. Tingkat presisi yang baik
akan sangat diperlukan pada saat proses perakitan, dimana jika terdapat
komponen yang kurang presisi maka dapat menghambat proses perakitan.
Untuk mendapatkan tingkat presisi yang baik membutuhkan waktu yang
cukup lama untuk menyelesaikannya karena dimensi dari komponen yang
yang diproses, berukuran serta membentuk pola yang rumit.
Tabel 4.7 Hasil proses grinding komponen penyusun prosthetic jari tangan
Desain Mal Hasil Proses grinding
Desain Proximal phalanx
Hasil proses grinding proximal phalanx
Desain Medial phalanx
Hasil Proses Grinding Medial phalanx
Desain Distal phalanx
Hasil Proses Grinding Distal phalanx
2. Proses drilling,
Proses drilling atau pengeboran merupakan proses permesinan untuk
membuat lubang pada objek dengan menekan pahat drill yang berputar.
Proses drilling dalam pembuatan prosthetic jari tangan sistem kabel
dilakukan untuk membuat lubang pada komponen sebagai tempat joint dan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-21
porors penyangga. Proses ini dilakukan pada komponen yang terbuat dari
bahan PVC. Besarnya diameter yang harus dibentuk, disesuaikan dengan
besarnya komponen joint dan poros penyangga yang digunakan.
3. Proses assembling,
Proses assembling merupakan proses terakhir dalam tahap pembuatan
prosthetic jari tangan. Dalam proses ini, komponen dirakit menjadi satu
bagian sehingga prosthetic jari tangan mampu melakukan fungsi
pergerakan jari tangan manusia.
Gambar 4.18 Proses assembling pada bagian prosthetic jari tangan prosthetic jari tangan sistem cross cable
Hasil pengembangan desain prosthetic jari tangan sistem cable dapat
dilihat pada gambar 4.19 dibawah ini.
(a) (b)
Gambar 4.19 (a). Desain prosthetic jari tangan (sistem cross cable), (b). prototype prosthetic jari tangan sistem ccross able
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-22
Tabel 4.8 menerangkan mengenai fitur pengembangan desain prosthetic jari
tangan sistem cross cable.
Tabel 4.8 Fitur desain prosthetic jari tangan sistem cross cable
FITUR DESAIN KETERANGANTerdiri dari 3 Phalanx : Proximal Phalanx, Medial Phalanx, dan Distal PhalanxTerdapat komponen joint sebagai penghubung antar PhalanxMenggunakan silinder aluminium sebagai poros penyanggaPenambahan komponen base sebagai pengganti fungsi telapak tanganMenggunakan tali atau cable untuk sistem penggeraknyaMenerapkan pola 2 jalur lintasan cable untuk gerakan flexi dan ekstensiKomponen Phalanx menggunakan material bahan PVCKomponen joint menggunakan material bahan aluminiumKomponen poros penyangga menggunakan material bahan aluminiumKomponen base menggunakan material bahan PVCSistem penggerak menggunakan material bahan berupa tali nylonProsthetic jari tangan mampu melakukan gerakan flexi dan ekstensiProsthetic jari tangan mampu melakukan gerakan flexi yang maksimalProsthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuatProsthetic jari tangan diharapkan memiliki dimensi yang serupa dengan jari tangan manusia
Material Bahan
Desain Link
Sistem Penggerak
Atribut Desain
Desain prosthetic jari tangan ini bekerja dengan sistem voluntary closing
device, dimana kondisi normal prosthetic jari tangan dalam keadaan terbuka.
Sistem penarikan yang diterapkan pada prosthetic jari tangan menggunakan
sistem kabel yang menghubungkan antar link pada prosthetic jari tangan,
sehingga pada saat terjadi penarikan pada ruas pangkal jari dengan besar gaya
tertentu, maka kabel pada setiap link akan menegang dan menarik link atau
ruas jari yang lain.
B. Desain Prototype Prosthetic Jari Tangan Dengan Sistem Bar
Dalam pembuatan prototype prosthetic jari tangan sistem cable ini,
dilakukan dengan beberapa proses manufaktur, diantaranya :
1. Proses grinding,
Proses grinding merupakan proses pemesinan untuk membentuk benda
kerja sesuai dengan bentuk yang diinginkan dengan bantuan dari alat
gerinda yang berputar. Proses grinding dilakukan pada komponen-
komponen penyusun prosthetic jari tangan yang terbuat dari bahan PVC
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-23
dengan mengikuti alur gambar atau desain mall sehingga terbentuk sesuai
bentuk dari mall itu sendiri. Beberapa komponen yang dibentuk melalui
proses grinding antaralain proximal phalanx, phalanx media, distal
phalanx, komponen link base, serta komponen rigid link yang digunakan
sebagai sistem penarik dalam prosthetic jari tangan mekanisme sistem bar.
Kesulitan yang terjadi pada proses ini adalah mendapatkan tingkat presisi
yang baik. Tingkat presisi yang baik akan sangat diperlukan pada saat
proses perakitan, dimana jika terdapat komponen yang kurang presisi
maka dapat menghambat proses perakitan. Untuk mendapatkan tingkat
presisi yang baik membutuhkan waktu yang cukup lama untuk
menyelesaikannya karena dimensi dari komponen yang yang diproses,
berukuran serta membentuk pola yang rumit terutama dalam proses
pembuatan rigid link yang digunakan sebagai sistem penarik dalam
prosthetic jari tangan mekanisme sistem bar, karena komponennya
memiliki dimensi lebih kecil dari komponen lain, sehingga membutuhkan
tingkat ketelitian yang lebih besar.
Tabel 4.9 Hasil proses grinding komponen penyusun prosthetic jari tangan
Desain Mal Hasil Proses grinding
Desain Proximal phalanx
Hasil proses grinding proximal phalanx
Desain Medial phalanx
Hasil Proses Grinding Medial phalanx
Desain Distal phalanx
Hasil Proses Grinding Distal phalanx
Desain Rigid Link
Hasil Proses Grinding Rigid Link
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-24
2. Proses drilling,
Proses drilling atau pengeboran merupakan proses permesinan untuk
membuat lubang pada objek dengan menekan pahat drill yang berputar.
Proses drilling dalam pembuatan prosthetic jari tangan sistem kabel
dilakukan untuk membuat lubang pada komponen sebagai tempat joint dan
porors penyangga. Proses ini dilakukan pada komponen yang terbuat dari
bahan PVC. Besarnya diameter yang harus dibentuk, disesuaikan dengan
besarnya komponen dan poros yang digunakan.
3. Proses assembling,
Proses assembling merupakan proses terakhir dalam tahap pembuatan
prosthetic jari tangan. Dalam proses ini, komponen dirakit menjadi satu
bagian sehingga prosthetic jari tangan mampu melakukan fungsi
pergerakan jari tangan manusia.
Gambar 4.20 Proses assembling pada bagian prosthetic jari tangan prosthetic jari tangan sistem cross bar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-25
Pengembangan desain prosthetic jari tangan (sistem bar) dapat dilihat pada
gambar 4.21,
(a) (b)
Gambar 4.21 (a). Desain prosthetic jari tangan (sistem bar), (b). prototype prosthetic jari tangan sistem bar
Tabel 4.10 menerangkan mengenai fitur pengembangan desain prosthetic jari
tangan sistem cross bar
Tabel 4.10 Fitur desain prosthetic jari tangan sistem cross bar
FITUR DESAIN KETERANGANTerdiri dari 3 Phalanx : Proximal Phalanx, Medial Phalanx, dan Distal PhalanxTerdapat komponen joint sebagai penghubung antar PhalanxMenggunakan silinder aluminium sebagai poros penyanggaPenambahan komponen base sebagai pengganti fungsi telapak tangan
Sistem PenggerakMemanfaatkan rangkaian rigid link untuk mendapatkan gerakan menarik atau mendorongKomponen Phalanx menggunakan material bahan PVCKomponen joint menggunakan material bahan aluminiumKomponen poros penyangga menggunakan material bahan aluminiumKomponen base menggunakan material bahan PVCSistem penggerak menggunakan material bahan PVCProsthetic jari tangan mampu melakukan gerakan fleksi dan ekstensi yang sempurna
Prosthetic jari tangan diharapkan memiliki beban yang ringan, namun cukup kuat
Material Bahan
Desain Link
Atribut DesainProsthetic jari tangan diharapkan memiliki dimensi yang serupa dengan jari tangan manusia
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-26
Desain prosthetic jari tangan bekerja dengan sistem voluntary closing
device, sehingga tangan dalam keadaan extension seperti pada kondisi tangan
manusia normal. Sistem penarikan yang diterapkan berbeda dengan sistem
penarikan pada prosthetic jari tangan (sistem cable) yang dibahas sebelumnya.
Perbedaannya terletak pada mekanisme penggerak prosthetic jari tangan pada
desain ini tanpa menggunakan kabel melainkan menggunakan bar atau bisa
disebut rigid link. Sistem penarikan yang diterapkan pada prosthetic jari tangan
menggunakan sistem bar yang menghubungkan antar link pada prosthetic jari
tangan, sehingga pada saat terjadi penarikan pada ruas pangkal jari dengan
besar gaya tertentu, maka bar pada setiap link akan menarik bar yang terpasang
pada link atau ruas jari yang lain.
4.3 UJI EKSPERIMEN
Pada tahap ini dilakukan pengujian eksperimen serta dilanjutkan dengan
pengukuran kecepatan respon dalam menghitung besarnya gaya tarik dinamis
pengoperasian prosthetic jari tangan saat melakukan gerakan, serta menentukan
eksperimen empiris pada prosthetic jari tangan.
4.3.1 Tahap Pengujian Eksperimen
Pengujian dilakukan terhadap kedua prototype prosthetic jari tangan dalam
mengukur besar gaya tarik dinamis yang dibutuhkan dalam pengoperasian
prototype prosthetic jari tangan. Pengujian ini dilakukan dengan langkah
sederhana, yaitu dengan memanfaatkan sistem katrol yang telah dirancang
sebagai penyangga prototype prosthetic jari tangan untuk dikondisikan dalam
posisi jari tangan menengadah keatas, seperti ditunjukan dalam gambar 4.22.
Gambar 4.22 prototype prosthetic jari tangan pada penyangga sistem katrol
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-27
Setelah prototype prosthetic jari tangan terpasang pada penyangga, kemudian
pada ujung sistem katrol diberi beban yang dihubungkan dengan menggunakan
tali nylon hingga sistem penarik dalam prototype prosthetic jari tangan mulai
bekerja dan menghasilkan gerakan flexsi pada prototype prosthetic jari tangan,
seperti ditunjukan pada gambar 4.23
Gambar 4.23 pengujian eksperimen
Pengujian dilakukan dengan 2 eksperimen yang berbeda, perbedaan tersebut
terdapat pada besar kelompok beban yang digunakan. Hal tersebut bertujuan
untuk mengetahui apakah variasi dari faktor pembebanan dan faktor desain
dapat mempengaruhi besar gaya tarik dinamis yang dihasikan secara
signifikan. Penjelasan mengenai pengujian eksperimen yang dilakukan
meliputi keterangan mengenai tahap pengujian dan penjelasan prosedur
pengujian yang dilakukan serta pengkondisian pra eksperimen, akan diuraikan
dalam subbab berikut :
A. Pengujian eksperimen 1
Pada pengujian eksperimen 1, beban yang digunakan adalah kelompok beban
dengan berat 500 gram, 550 gram, 600 gram
1. Melakukan tahap pengkondisian dan pra eksperimen
Eksperimen dilakukan terhadap dua jenis prosthetic jari tangan, yaitu
prosthetic jari tangan sistem cross cable, prosthetic jari tangan sistem
cross bar. Sebelum eksperimen dilakukan, perlu dilakukan pengkondisian
terhadap prototype prosthetic jari tangan agar dapat diperbandingkan.
Beberapa persiapan yang dilakukan, adalah:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-28
a) Kedua jenis prototype prosthetic jari tangan dikondisikan menjadi
sistem voluntary closing agar memudahkan dalam pengukuran gaya
tarik dinamis prosthetic jari tangan.
b) Kabel yang digunakan pada kedua jenis prototype prosthetic jari tangan
adalah kabel nylon dengan diameter 0,23 mm.
c) Pembebanan yang diberikan pada kedua prototype prosthetic jari
tangan sebesar 500 gram, 550 gram, 600 gram.
d) Pengujian diakukan dengan tahap repikasi sebanyak 3 kali, hal ini
dilakukan untuk memperoeh data variansi yang akan digunakan pada
tahap pengolahan data statistik.
e) Pengujian kedua jenis prototype prosthetic jari tangan, dilakukan
dengan penyesuaian pada posisi sudut maksimum yang dibentuk oleh
prototype prosthetic jari tangan sistem bar.
2. Mempersiapkan meja penyangga sebagai alat bantu pengujian yang telah
dirancang khusus untuk pengujian prototype prosthetic jari tangan.
3. Mengatur atau set-up panjang dan tegangan kabel nylon yang digunakan
untuk pengujian mekanisme pergerakan prototype prosthetic jari tangan.
4. Pemasangan beban pada ujung kabel nylon sebagai pemberat yang
digunakan untuk merepresentasikan gaya tarik pada prototype prosthetic
jari tangan.
5. Pemasangan prototype prosthetic jari tangan pada alat bantu meja
penyangga kemudian dilakukan penyesuaian terhadap kabel dan beban
yang telah dipasang.
6. Melakukan proses pengujian.
7. Mendokumentasikan pengujian menggunakan alat perekam visual untuk
mengetahui waktu respon dari pergerakan prototype prosthetic jari tangan
saat melakukan pergerakan.
8. Melakukan pengamatan dan pengukuran untuk menentukan besar gaya
tarik dinamis yang dihasikan.
Dalam mendapatkan data pengukuran besar gaya tarik dinamis yang
dibutuhkan prototype prosthetic jari tangan saat melakukan gerakan, yaitu
menggunakan perangkat software pembaca gerakan melalui rekaman video
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-29
yang telah diambil dalam proses pengujian. Data yang dihasilkan dalam proses
ini adalah berupa percepatan gerakan prototype prosthetic jari tangan saat
mengalami tarikan yang dipengaruhi oleh pembebanan. Data mengenai
percepatan dan besar gaya disajikan dalam tabel 4.11.
Tabel 4.11 Data hasil pengujian eksperimen 1
B. Posedur pengujian eksperimen 2
Pada pengujian eksperimen 2, beban yang digunakan adalah kelompok beban
dengan berat 79,74 gram dan 84,56 gram
1. Melakukan tahap pengkondisian dan pra eksperimen
Eksperimen dilakukan terhadap dua jenis prototype prosthetic jari tangan,
yaitu prototype prosthetic jari tangan sistem cross able, prototype
prosthetic jari tangan sistem cross bar. Sebelum eksperimen dilakukan,
perlu dilakukan pengkondisian prototype prosthetic jari tangan agar dapat
diperbandingkan. Beberapa persiapan yang dilakukan, adalah:
a) Kedua jenis prototype prosthetic jari tangan dikondisikan menjadi
sistem voluntary closing agar memudahkan dalam pengukuran gaya
tarik dinamis prototype prosthetic jari tangan.
b) Kabel yang digunakan pada kedua jenis prototype prosthetic jari tangan
adalah kabel nylon dengan diameter 0,23 mm.
0.014 4.8930.001 4.9000.001 4.9000.000 5.3900.001 5.3900.000 5.3900.001 5.8800.001 5.8800.003 5.8780.001 4.8990.001 4.9000.001 4.9000.001 5.3890.001 5.3890.001 5.3890.003 5.8780.002 5.8790.003 5.878
sist
em b
ar
a (m/s²) F (N)DATA HASIL PENGUJIAN
Pembebanan
Des
ain
pro
toty
pe
pro
sth
etic
ja
ri t
an
ga
n
sist
em c
ab
le 500 gram
550 gram
600 gram
500 gram
550 gram
600 gram
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-30
c) Pembebanan yang diberikan pada kedua prototype prosthetic jari
tangan sebesar 79,74 gram dan 84,56 gram.
d) Pengujian diakukan dengan tahap repikasi sebanyak 3 kali, hal ini
dilakukan untuk memperoeh data variansi yang akan digunakan pada
tahap pengolahan data statistik.
e) Pengujian kedua jenis prototype prosthetic jari tangan, dilakukan
dengan penyesuaian pada posisi sudut maksimum yang dibentuk oleh
prototype prosthetic jari tangan sistem bar.
2. Mempersiapkan meja penyangga sebagai alat bantu pengujian yang telah
dirancang khusus untuk pengujian prototype prosthetic jari tangan.
3. Mengatur atau set-up panjang dan tegangan kabel nylon yang digunakan
untuk pengujian mekanisme pergerakan prototype prosthetic jari tangan.
4. Pemasangan beban pada ujung kabel nylon sebagai pemberat yang
digunakan untuk merepresentasikan gaya tarik pada prototype prosthetic
jari tangan.
5. Pemasangan prototype prosthetic jari tangan pada alat bantu meja
penyangga kemudian dilakukan penyesuaian terhadap kabel dan beban
yang telah dipasang.
6. Melakukan proses pengujian.
7. Mendokumentasikan pengujian menggunakan alat perekam visual untuk
mengetahui waktu respon dari pergerakan prototype prosthetic jari tangan
saat melakukan pergerakan.
8. Melakukan pengamatan dan pengukuran untuk menentukan besar gaya
tarik dinamis yang dihasikan.
Dalam mendapatkan data pengukuran besar gaya tarik dinamis yang
dibutuhkan prototype prosthetic jari tangan saat melakukan gerakan, yaitu
menggunakan perangkat software pembaca gerakan melalui rekaman video
yang telah diambil dalam proses pengujian. Data yang dihasilkan dalam proses
ini adalah berupa percepatan gerakan prototype prosthetic jari tangan saat
mengalami tarikan yang dipengaruhi oleh pembebanan. Data mengenai
percepatan dan besar gaya disajikan dalam tabel 4.12.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-31
Tabel 4.12 Data hasil pengujian eksperimen 2
0.310 0.7570.319 0.7560.323 0.7560.369 0.7970.408 0.7940.337 0.8000.459 0.7450.383 0.7510.390 0.7500.446 0.7910.459 0.7900.619 0.776
Des
ain
pro
toty
pe
pro
sth
etic
jar
i
tan
gan
DATA HASIL PENGUJIAN
Pembebanan a (m/s²) F (N)
79.74 gram
84.56 gram
79.74 gram
84.56 gramsist
em b
ar
sist
em c
able
4.3.2 Pengolahan Data Statistik
Tahap pengolahan data statistik menggunakan dua tipe teknik desain
eksperimen. Kedua tipe teknik desain eksperimen yang digunakan yaitu Factorial
Eksperimen dan Randomize Block Design. Teknik desain Factorial Eksperimen
digunakan untuk meneliti pengaruh faktor terhadap suatu respon. Faktor yang
dimaksudkan dalam penelitian ini adalah faktor pembebanan dan faktor desain,
sedangkan respon yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah besar gaya tarik
dinamis prototype prosthetic jari tangan. Selain itu teknik desain Factorial
Eksperimen digunakan untuk menentukan apakah terdapat interaksi yang berarti
antar kedua faktor tersebut. Teknik Randomize Block Design digunakan karena
eksperimen ini terdiri dari dua faktor, yaitu faktor pembebanan dan faktor desain
prothestic tangan, dimana faktor pembebanan dijadikan pembatas atau block.
Pada tahap pengolahan data statistik dilakukan uji asumsi dasar dan uji Anova
untuk mengetahui tingkat signifikansi variabel respon. Setelah itu dilakukan
pemilihan desain prosthetic jari tangan berdasarkan nilai gaya tarik dinamis
prosthetic jari tangan.
A. Uji asumsi dasar data hasil pengujian eksperimen 1
Uji asumsi dasar merupakan langkah awal dalam pengolahan data, yang
meliputi uji normalitas, uji homogenitas, dan uji independensi. Apabila seluruh
hasil pengujian asumsi dasar tidak terpenuhi, maka data hasil eksperimen harus
ditransformasi ke bentuk lain sehingga data hasil transformasi memenuhi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-32
asumsi dasar. Beberapa metode transformasi data adalah dengan cara
dikuadratkan, di-akar-kan, di-log-kan, dan lainnya. Proses pengujian asumsi
dasar dilakukan terhadap data hasil pengukuran gaya tarik dinamis pada
masing-masing perlakuan.
1. Uji normalitas,
Uji normalitas dilakukan terhadap data observasi di tiap perlakuan dengan
tujuan untuk mengetahui apakah data observasi berdistribusi normal.
Jumlah perlakuan yang terdapat pada eksperimen adalah 18 perlakuan.
Cara perhitungan uji normalitas dilakukan dengan metode lilliefors. Data
nilai gaya tarik dinamis yang telah didapat melalui pengukuran,
selanjutnya dibuat dalam suatu tabel interaksi.
Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai Lhitung (0,2159) < Ltabel
(0,2390), maka terima H0 dan simpulkan bahwa ke-18 sampel data
observasi dari gaya tarik dinamis berasal dari populasi yang berdistribusi
normal.
2. Uji Homogenitas,
Pengujian homogenitas dilakukan dengan metode levene test, yakni
menguji kesamaan ragam data observasi antar level faktornya. Uji
homogenitas dilakukan terhadap data yang dikelompokkan berdasarkan
faktor pembebanan dan faktor desain.
Uji homogenitas antar level faktor pembebanan dan faktor desain
Prosedur pengujian adalah dengan mengelompokkan data berdasarkan
besar pembebanan, kemudian dicari rata-rata tiap level pembebanan dan
desain kemudian dihitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-
ratanya.
Hasil perhitungan uji homogenitas terhadap faktor pembebanan dapat
dilihat pada tabel 4.16.
Tabel 4.16 Uji levene dikelompokkan berdasarkan faktor pembebanan
df SS MS F hit F tabel Keputusan5 0.0000074 0.0000015
12 0.0000139 0.000001217 0.0000213
Desain dan Pembebanan1.28 3.11
Data Homogen
ErrorTotal
Sumber Keragaman
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-33
Taraf nyata yang dipilih a= 0,05, dengan wilayah kritik penolakan
terhadap F hitung < F tabel. Berdasarkan tabel 4.15 untuk pembebanan,
nilai F hitung sebesar 1,28 < F tabel sebesar 3,11, sehingga H0 diterima
dan disimpulkan bahwa data antar level faktor pembebanan memiliki
ragam yang sama (homogen).
3. Uji independensi,
Pengujian independensi dilakukan dengan membuat plot residual data
untuk setiap perlakuan berdasarkan urutan pengambilan data pada
eksperimen. Nilai residual tersebut merupakan selisih data observasi
dengan rata-rata tiap perlakuan. Hasil perhitungan nilai residual untuk tiap
perlakuan dapat dilihat pada tabel 4.17.
Tabel 4.17 Residual data gaya tarik dinamis
1 2 3 1 2 31 A1B1 4.893 4.900 4.900 4.898 -0.00431401 0.002127 0.0021870232 A1B2 4.899 4.900 4.900 4.900 -0.00014435 0.0001631 -1.8787E-053 A2B1 5.390 5.390 5.390 5.390 7.03661E-05 -0.000136 6.55516E-054 A2B2 5.389 5.389 5.389 5.389 -0.00011569 -3.48E-05 0.0001504475 A3B1 5.880 5.880 5.878 5.879 0.000475536 0.000488 -0.000963526 A3B2 5.878 5.879 5.878 5.879 -9.8035E-05 0.0004218 -0.00032373
No PerlakuanGAYA
Rata-rataResidual
Data residual kemudian diplotkan berdasarkan urutan pengambilan data
eksperimen seperti gambar 4.22
-0.005
-0.004
-0.003
-0.002
-0.001
0
0.001
0.002
0.003
0 5 10 15 20
Experiment ke-
Grafik Uji Independensi
residual
Gambar 4.22 Plot residual data gaya tarik dinamis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-34
Berdasarkan Gambar 4.22 terlihat bahwa nilai residual tersebar di sekitar
garis nol dan tidak membentuk pola khusus, sehingga dapat disimpulkan
bahwa data hasil eksperimen memenuhi syarat independensi.
Hasil uji asumsi yang dibahas di atas, diketahui bahwa data observasi yang
dilakukan memenuhi asumsi normalitas dan independensi. Tingkat
keseragaman data observasi tidak menimbulkan resiko yang serius, karena
jumlah kasus pada setiap samplenya adalah sama. Oleh karena itu, data
observasi tersebut dapat digunakan untuk pengolahan analisis variansi
(Anova).
B. Uji asumsi dasar data hasil pengujian eksperimen 2,
Uji asumsi dasar merupakan langkah awal dalam pengolahan data, yang
meliputi uji normalitas, uji homogenitas, dan uji independensi. Apabila seluruh
hasil pengujian asumsi dasar tidak terpenuhi, maka data hasil eksperimen harus
ditransformasi ke bentuk lain sehingga data hasil transformasi memenuhi
asumsi dasar. Beberapa metode transformasi data adalah dengan cara
dikuadratkan, di-akar-kan, di-log-kan, dan lainnya. Proses pengujian asumsi
dasar dilakukan terhadap data hasil pengukuran gaya tarik dinamis pada
masing-masing perlakuan.
1. Uji normalitas,
Uji normalitas dilakukan terhadap data observasi di tiap perlakuan dengan
tujuan untuk mengetahui apakah data observasi berdistribusi normal.
Jumlah perlakuan yang terdapat pada eksperimen adalah 18 perlakuan.
Cara perhitungan uji normalitas dilakukan dengan metode lilliefors. Data
nilai gaya tarik dinamis yang telah didapat melalui pengukuran,
selanjutnya dibuat dalam suatu tabel interaksi.
Hasil perhitungan uji lilliefors untuk gaya tarik dinamis secara lengkap
dapat dilihat pada tabel 4.19.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-35
Tabel 4.19 Perhitungan uji lilliefors gaya tarik dinamis
i x x2 z P(z) P(x) |P(z)-P(x)| |P(x-1)-P(z)|1 0.745 0.555 -1.183568353 0.118291987 0.0833 0.0350 0.11832 0.750 0.563 -0.926401191 0.177118763 0.1667 0.0105 0.09383 0.751 0.564 -0.901126777 0.183760459 0.2500 0.0662 0.01714 0.746 0.556 -1.148602889 0.125359883 0.3333 0.2080 0.12465 0.756 0.572 -0.662283566 0.253894754 0.4167 0.1628 0.07946 0.757 0.573 -0.629848068 0.264396997 0.5000 0.2356 0.15237 0.776 0.603 0.282883055 0.611366758 0.5833 0.0280 0.11148 0.790 0.624 0.908995679 0.818323797 0.6667 0.1517 0.23509 0.791 0.626 0.96011064 0.831500233 0.7500 0.0815 0.1648
10 0.784 0.615 0.6464628 0.74101016 0.8333 0.0923 0.009011 0.797 0.636 1.263172151 0.896736341 0.9167 0.0199 0.063412 0.800 0.640 1.390206519 0.917766913 1.0000 0.0822 0.0011
Rata2 0.770 max 0.2356 0.2350Stdv 0.022 L hitung 0.2356
L tabel 0.2750
Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai Lhitung (0,2356) < Ltabel
(0,2750), maka terima H0 dan simpulkan bahwa ke-12 sampel data
observasi dari gaya tarik dinamis berasal dari populasi yang berdistribusi
normal.
2. Uji Homogenitas,
Pengujian homogenitas dilakukan dengan metode levene test, yakni
menguji kesamaan ragam data observasi antar level faktornya. Uji
homogenitas dilakukan terhadap data yang dikelompokkan berdasarkan
faktor pembebanan dan faktor desain.
Uji homogenitas antar level faktor pembebanan dan faktor desain
Prosedur pengujian adalah dengan mengelompokkan data berdasarkan
besar pembebanan, kemudian dicari rata-rata tiap level pembebanan dan
desain kemudian dihitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-
ratanya.
Hasil perhitungan uji homogenitas terhadap faktor pembebanan dapat
dilihat pada tabel 4.21.
Tabel 4.21 Uji levene dikelompokkan berdasarkan faktor pembebanan
df SS MS F hit F tabel Keputusan3 0.0000290 0.00000978 0.0000463 0.000005811 0.0000753
Sumber KeragamanDesain dan Pembebanan
1.67 4.07Data
HomogenErrorTotal
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-36
Taraf nyata yang dipilih a= 0,05, dengan wilayah kritik penolakan
terhadap F hitung < F tabel. Berdasarkan tabel 4.20 untuk pembebanan,
nilai F hitung sebesar 1,67 < F tabel sebesar 4,07, sehingga H0 diterima
dan disimpulkan bahwa data antar level faktor pembebanan memiliki
ragam yang sama (homogen).
3. Uji independensi,
Pengujian independensi dilakukan dengan membuat plot residual data
untuk setiap perlakuan berdasarkan urutan pengambilan data pada
eksperimen. Nilai residual tersebut merupakan selisih data observasi
dengan rata-rata tiap perlakuan. Hasil perhitungan nilai residual untuk tiap
perlakuan dapat dilihat pada tabel 4.22
Tabel 4.22 Residual data gaya tarik dinamis
1 2 3 1 2 31 A1B1 0.7567 0.7560 0.7456 0.7528 0.0040 0.0033 -0.00722 A1B2 0.7448 0.7509 0.7504 0.7487 -0.0039 0.0022 0.00173 A2B1 0.7975 0.7842 0.8002 0.7939 0.0035 -0.0098 0.00624 A2B2 0.7909 0.7898 0.7764 0.7857 0.0052 0.0041 -0.0093
GAYA ResidualNo Perlakuan Rata-rata
Data residual kemudian diplotkan berdasarkan urutan pengambilan data
eksperimen seperti gambar 4.23
-0.015
-0.01
-0.005
0
0.005
0.01
0 2 4 6 8 10 12 14
Experiment ke-
Grafik Uji Independensi
Series1
Gambar 4.23 Plot residual data gaya tarik dinamis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-37
Berdasarkan Gambar 4.23 terlihat bahwa nilai residual tersebar di sekitar
garis nol dan tidak membentuk pola khusus, sehingga dapat disimpulkan
bahwa data hasil eksperimen memenuhi syarat independensi.
Hasil uji asumsi yang dibahas di atas, diketahui bahwa data observasi yang
dilakukan memenuhi asumsi normalitas dan independensi. Tingkat
keseragaman data observasi tidak menimbulkan resiko yang serius, karena
jumlah kasus pada setiap samplenya adalah sama. Oleh karena itu, data
observasi tersebut dapat digunakan untuk pengolahan analisis variansi
(Anova).
4.3.3 Uji Anova
Pengujian analisis variansi (Anova) dilakukan terhadap nilai gaya tarik
dinamis untuk mengetahui apakah faktor-faktor yang diteliti berpengaruh
signifikan terhadap variabel respon tersebut. Pengujian analisis variansi pada
penelitian ini menggunakan dua tahap pengujian, yaitu dengan menggunakan
Teknik Randomize Block Design kemudian dilanjutkan dengan menggunakan
Teknik desain Factorial Eksperimen.
A. Pengujian analisis variansi Teknik Randomize Block Design
Dengan menggunakan taraf keberartian 0,05, hipotesis yang diajukan
adalah perbedaan desain menimbulkan pengaruh terhadap besar gaya tarik
dinamis yang diteliti.
Hipotesis nol yang diajukan dalam analisis variansi, adalah:
H0 :
꠨廸弥 = 0
Perbedaan desain tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap
gaya tarik dinamis.
Hipotesis umum yang diajukan adalah ada perbedaan yang signifikan
antar faktor maupun level dalam setiap faktor yang diteliti. Hipotesis umum
ini disebut sebagai hipotesis satu (H1).
Hipotesis umum yang diajukan dalam analisis variansi, adalah:
H1 : ꠨廸弥 ≠ 0
Perbedaan desain menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap gaya
tarik dinamis.
Model matematik yang dipakai dalam analisis ini, adalah:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-38
Yijk = m + Ai + Bj +ek(ij)
dengan;
Yijk : variabel respon
Ai : faktor desain prosthetic jari tangan
Bj : faktor pembebanan
ek(ij) : random error
i : jumlah faktor desain tangan prosthetic (B) j = 1, 2
j : jumlah faktor pembebanan, (A) i = 1, 2, 3
k : jumlah observasi k = 1, 2, 3
1. Anova eksperimen 1
a) Dua desain prototype prosthetic jari tangan, yaitu sistem cable dan
sistem bar.
b) Pembebanan yang diberikan pada kedua prototype prosthetic jari
tangan sebesar 500 gram, 550 gram, 600 gram.
c) Pengujian dilakukan dengan tahap replikasi sebanyak 3 kali.
d) Keterangan :
i : jumlah faktor desain jari tangan prosthetic (A) i = 1, 2
j : jumlah faktor pembebanan, (B), j = 1, 2, 3
k : jumlah observasi k = 1, 2, 3
e) Hipotesis nol yang diajukan dalam analisis variansi:
H’0 : α1 = α2 = α3 = 0 (pengaruh desain nol)
f) Hipotesis umum yang diajukan dalam analisis variansi:
H’1 : α1 ≠ α2 ≠ α3 ≠ 0
g) Taraf signifikansi:
α = 0,05
Selanjutnya dilakukan perhitungan nilai-nilai yang dibutuhkan untuk
perhitungan jumlah kuadrat.
Hasil analisis variansi dari data pada tabel 4.24 disajikan dalam
perhitungan ANOVA tabel 4.25.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-39
Tabel 4.25 Anova untuk pengujian eksperimen 1
df SS MS F hitung F tabel Keputusan
2 2.883000 1.441500 582228 3.89 DITOLAK1 0.000000605 0.000000605 0.244 4.75 DITERIMA2 0.00000652 0.00000326 1.317 3.89 DITERIMA
12 0.0000297 0.0000024817 2.883Total
Sumber Keragaman
PembebananDesain
Desain dan PembebananError
2. Anova eksperimen 2
a) Dua desain prototype prosthetic jari tangan, yaitu sistem cable dan
sistem bar.
b) Pembebanan yang diberikan pada kedua prototype prosthetic jari
tangan sebesar 79,74 gram, 84,56 gram.
c) Pengujian dilakukan dengan tahap replikasi sebanyak 3 kali.
d) Keterangan :
i : jumlah faktor desain jari tangan prosthetic (A) i = 1, 2
j : jumlah faktor pembebanan, (B), j = 1, 2, 3
k : jumlah observasi k = 1, 2, 3
e) Hipotesis nol yang diajukan dalam analisis variansi:
H’0 : α1 = α2 = α3 = 0
f) Hipotesis umum yang diajukan dalam analisis variansi:
H’1 : α1 ≠ α2 ≠ α3 ≠ 0
g) Taraf signifikansi:
α = 0,05
Selanjutnya dilakukan perhitungan nilai-nilai yang dibutuhkan untuk
perhitungan jumlah kuadrat.
Hasil analisis variansi dari data pada tabel 4.26 disajikan dalam
perhitungan ANOVA tabel 4.28.
Tabel 4.28 Anova untuk pengujian eksperimen 2
df SS MS F hitung F tabel Keputusan1 0.004584 0.004584 96.8118 DITOLAK1 0.000114 0.000114 2.40402 DITERIMA1 0.000013 0.000013 0.27156 DITERIMA8 0.000379 0.00004711 0.01Total
Sumber Keragaman
Desain 5.32Pembebanan
Desain dan PembebananError
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-40
B. Pengujian analisis variansi teknik desain Factorial Eksperimen
Dengan menggunakan taraf keberartian 0,05, hipotesis umum yang
diajukan adalah ada perbedaan yang signifikan antar faktor maupun level
dalam setiap faktor yang diteliti.
Hipotesis nol yang diajukan dalam analisis variansi, adalah:
H0.1 : ꠨廸弥 = 0
Perbedaan pembebanan tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan
terhadap gaya tarik dinamis.
H0.2 : ꠨.弥 = 0
Perbedaan desain prosthetic jari tangan tidak menimbulkan pengaruh
yang signifikan terhadap besarnya gaya tarik dinamis.
H0.3 : ꠨廸.弥 = 0
Tidak ada interaksi antara perbedaan pembebanan dengan desain yang
berlainan.
Hipotesis umum yang diajukan adalah ada perbedaan yang signifikan
antar faktor maupun level dalam setiap faktor yang diteliti. Hipotesis umum
ini disebut sebagai hipotesis satu (H1).
Hipotesis umum yang diajukan dalam analisis variansi, adalah:
H1.1 : ꠨廸弥 ≠ 0
Perbedaan pembebanan menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap
gaya tarik dinamis.
H1.2 : ꠨.弥 ≠ 0
Perbedaan desain prosthetic jari tangan menimbulkan pengaruh yang
signifikan terhadap besarnya gaya tarik dinamis.
H1.3 : ꠨廸.弥 ≠ 0
Ada interaksi antara perbedaan pembebanan dengan desain yang
berlainan.
Model matematik yang dipakai dalam analisis ini, adalah:
Yijk = m + Ai + Bj + ABij +ek(ij)
dengan;
Yijk : variabel respon
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-41
Ai : untuk level pada faktor pembebanan.
Bj : untuk level pada faktor desain prosthetic jari tangan.
k
ABij
: untuk observasi tiap kondisi eksperimen (tiap kombinasi i dan j)
: interaksi faktor A dan faktor B.
ek(ij) : error dalam masing-masing treatment.
1. Anova eksperimen 1
a) Dua desain prototype prosthetic jari tangan, yaitu sistem cable dan
sistem bar.
b) Pembebanan yang diberikan pada kedua prototype prosthetic jari
tangan sebesar 500 gram, 550 gram, 600 gram.
c) Pengujian dilakukan dengan tahap replikasi sebanyak 3 kali.
d) Keterangan :
i : jumlah faktor pembebanan, (A) i = 1, 2, 3
j : jumlah faktor desain tangan prosthetic (B), j = 1, 2
k : jumlah observasi k = 1, 2, 3
e) Hipotesis nol yang diajukan dalam analisis variansi:
1) H’0 : α1 = α2 = α3 = 0
2) H”0 : β1 = β2 = β3= 0
3) H’”0 : (α β)11 = (α β)12 = (α β)13= ... = (α β)32 = 0
f) Hipotesis umum yang diajukan dalam analisis variansi:
1) H’1 : α1 ≠ α2 ≠ α3 ≠ 0
2) H”1 : β1 ≠ β2 ≠ β3≠ 0
3) H’”1 : (α β) 11 ≠ (α β) 12 ≠ (α β) 13≠... ≠ (α β) 32 ≠ 0
g) Taraf signifikansi:
α = 0,05
Selanjutnya dilakukan perhitungan nilai-nilai yang dibutuhkan untuk
perhitungan jumlah kuadrat.
Hasil analisis variansi dari data pada tabel 4.29 disajikan dalam perhitungan
ANOVA tabel 4.31.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-42
Tabel 4.31 Anova untuk pengujian eksperimen 1
Sumber variansi
Derajat Kebebasan
Jumlah Kuadrat
Rataan Kuadrat
F hitunganF
tabelH0
Pembebanan 2 3.0213 1.5106 0.0242799 3.885 terimaDesain 1 0.0003 0.0003 0.0000051 4.747 terimaInteraksi AxB 2 0.0044 0.0022 0.0000351 3.885 terimaError 12 746.60705 62.21725Total 17 749.633
2. Anova eksperimen 2
a) Dua desain prototype prosthetic jari tangan, yaitu sistem cable dan
sistem bar.
b) Pembebanan yang diberikan pada kedua prototype prosthetic jari
tangan sebesar 79,74 gram, 84,56 gram.
c) Pengujian dilakukan dengan tahap replikasi sebanyak 3 kali.
d) Keterangan :
i : jumlah faktor pembebanan, (A) i = 1, 2
j : jumlah faktor desain tangan prosthetic (B), j = 1, 2
k : jumlah observasi k = 1, 2, 3
e) Hipotesis nol yang diajukan dalam analisis variansi:
1) H’0 : α1 = α2 = 0
2) H”0 : β1 = β2 = 0
3) H’”0 : (α β)11 = (α β)12 = (α β)13= ... = (α β)22 = 0
f) Hipotesis umum yang diajukan dalam analisis variansi:
1) H’1 : α1 ≠ α2 ≠ 0
2) H”1 : β1 ≠ β2 ≠ 0
3) H’”1 : (α β)11 ≠ (α β)12 ≠ (α β)13≠... ≠ (α β)22 ≠ 0
g) Taraf signifikansi:
α = 0,05
Selanjutnya dilakukan perhitungan nilai-nilai yang dibutuhkan untuk
perhitungan jumlah kuadrat.
Hasil analisis variansi dari data pada tabel 4.32 disajikan dalam
perhitungan ANOVA tabel 4.34.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-43
Tabel 4.34 Anova untuk pengujian eksperimen 2
Sumber variansi
Derajat Kebebasan
Jumlah Kuadrat
Rataan Kuadrat
F hitunganF
tabelH0
Pembebanan 1 0.0049497 0.0049 0.0027733 5.318 terimaDesain 1 0.0000644 0.000064 0.0000361 5.318 terimaInteraksi AxB 1 0.00000090 0.00000090 0.0000005 5.318 terimaError 8 14.27820 1.78477Total 11 14.283
4.3.4 Analisis Hasil Uji Variansi
Keputusan terhadap hipotesis nol didasarkan pada nilai F hitung, yakni
hipotesis nol (H0) ditolak jika F hitung > F tabel dan diterima jika F hitung < F
tabel. Penggunaan F hitung memberikan kesimpulan tentang hasil uji hipotesis
analisis variansi, baik dengan menggunakan teknik Randomize Block Design
maupun desain Factorial Eksperiment. Keputusan yang diambil terhadap hasil
analisis variansi data eksperimen untuk gaya tarik dinamis, yaitu:
A. Analisis hasil uji variansi teknik Randomize Block Design
Dari hasil pengujian pada eksperimen 1 dan 2, dapat dianalisis bahwa
ditinjau dari faktor desain prosthetic jari tangan (faktor B), nilai F hitung > F
tabel, sehingga tolak H0 dan disimpulkan bahwa pengaruh desain prosthetic
jari tangan terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan tidak ada
perberbedaan signifikan untuk setiap level yang di uji.
B. Analisis hasil uji variansi teknik desain Factorial Eksperiment
1. Dari hasil pengujian pada eksperimen 1 dan 2, dapat dianalisis bahwa
ditinjau dari faktor pembebanan (faktor A), nilai F hitung < F tabel,
sehingga terima H0 dan disimpulkan bahwa pengaruh pembebanan
terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan tidak ada perberbedaan
signifikan untuk setiap level yang di uji.
2. Dari hasil pengujian pada eksperimen 1 dan 2, dapat dianalisis bahwa
ditinjau dari faktor desain prosthetic jari tangan (faktor B), nilai F hitung
< F tabel, sehingga terima H0 dan disimpulkan bahwa pengaruh desain
prosthetic jari tangan terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan tidak
ada perberbedaan signifikan untuk setiap level yang di uji.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-44
3. Dari hasil pengujian pada eksperimen 1 dan 2, dapat dianalisis bahwa
tidak terjadi interaksi diantara kedua faktor, hal tersebut terlihat dalam
nilai F hitung < F tabel, sehingga terima H0.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 1
BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL
Pada bab ini dilakukan analisis dan interpretasi hasil terhadap hasil
pengolahan data pada bab sebelumnya.
5.1 ANALISIS PERANCANGAN
Pada sub bab ini diuraikan mengenai analisis terhadap hasil pengembangan
desain prosthetic jari tangan yang diwujudkan dalam bentuk prototype prosthetic
jari tangan sistem penggerak cross cable dan cross bar, serta hasil eksperimen
pengujian prosthetic jari tangan berupa besar gaya tarik dinamis yang dibutuhkan
oleh prototype prosthetic jari tangan saat melakukan gerakan fleksi.
5.1.1 Kesetaraan Desain Prosthetic Jari Tangan
Hasil dari beberapa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh
Dechev, et al (1999) mengenai prosthetic jari tangan sistem cable dan sistem bar,
serta Saliba dan Axiax, 2007 mengenai prosthetic jari tangan sistem cross cable,
terlebih dahulu dilakukan penyetaraan desain sebelum dilakukan tahap
perbandingan. Tahap penyetaraan desain diberlakukan terhadap fitur - fitur desain
yang ada, diantaranya desain link prosthetic jari tangan, material bahan yang
digunakan, serta mekanisme penggerak yang digunakan dalam desain.
Tabel 5.1 menunjukan kesetaraan desain prosthetic jari tangan dari
penelitian yang dilakukan oleh Dechev, et al (1999) mengenai prosthetic jari
tangan sistem cable dan sistem bar serta Saliba dan Axiax, 2007 mengenai
prosthetic jari tangan sistem cross cable yang dilengkapi dengan usulan perbaikan
dan pengembangan desain prosthetic jari tangan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 2
Tabel 5.1 Kesetaraan desain prototype prosthetic jari tangan
Saliba dan Axiax, 2007Sistem Cable Sistem Bar Sistem Cross Cable setara tidak Sistem Cable Sistem Bar
Terdiri dari 3 Phalanx: Proximal Phalanx, Medial Phalanx, dan Distal Phalanx
Terdiri dari 6 rigid link saling terhubung hingga membentuk suatu rangkaian
Terdiri dari 3 Phalanx: Proximal Phalanx, Medial Phalanx, dan Distal Phalanx
√
Terdapat komponen joint sebagai penghubung antar Phalanx
Terdapat komponen joint sebagai penghubung antar rigid link
Terdapat komponen joint sebagai penghubung antar Phalanx
√
Menggunakan pipa silinder aluminium sebagai tempat sistem cable
- - √
Penambahan komponen base sebagai pengganti fungsi telapak tangan
- - √
Sistem Penggerak Melakukan pola gerakan flexiMelakukan pola gerakan flexi dan extensi
Melakukan pola gerakan flexi dan extensi
√
Komponen Phalanx menggunakan material bahan aluminium
Komponen rigid link menggunakan material bahan aluminium
Komponen Phalanx menggunakan material bahan aluminium
√
Komponen joint menggunakan material bahan aluminium
Komponen joint menggunakan material bahan aluminium
Komponen joint menggunakan material bahan aluminium
√
Menggunakan komponen pipa silinder yang terbuat dari material bahan aluminium
- - √
Menggunakan komponen base yang terbuat dari material bahan aluminium
- - √
Material Bahan
Menerapkan pola cross cable dan cross bar untuk melakukan gerakan
Komponen Phalanx menggunakan material bahan PVC
Menggunakan komponen poros penyangga yang terbuat dari material bahan aluminium
Menggunakan komponen base yang terbuat dari material bahan PVC
Usulan
Desain Link
Dechev, et al (1999)Prototype Prosthetic Jari Tangan
Kesetaraan
Terdiri dari 3 Phalanx : Proximal Phalanx, Medial Phalanx, dan Distal Phalanx
Menggunakan silinder aluminium sebagai poros penyangga
Penambahan komponen base sebagai pengganti fungsi telapak tangan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 3
Dari tabel 5.1, diketahui bahwa kesetaraan desain dari ketiga penelitian yang
telah dilakukan sebelumnya oleh Dechev, et al (1999) mengenai prosthetic jari
tangan sistem cable dan sistem bar serta Saliba dan Axiax, 2007 mengenai
prosthetic jari tangan sistem cross cable, dari sudut pandang desain link terdapat
empat faktor yang diperbandingkan, dimana dari keempat faktor tersebut, terdapat
3 faktor yang tidak setara yaitu jumlah phalanx dan link yang digunakan dalam
desain, tempat sistem penggerak, penggunaan komponen base serta terdapat 1
faktor yang setara, yaitu penggunaan komponen joint. Dari sudut pandang sistem
penggerak, terdapat satu faktur dengan perbandingan yang tidak setara, yaitu pola
gerakan dari sistem penggerak. Kemudian dari sudut pandang material bahan,
terdapat 4 faktor yang mempengaruhi kesetaraan, dimana terdapat 2 faktor yang
setara, yaitu pengunaan material alumunium pada komponen phalanx dan joint,
serta terdapat pula 2 faktor yang tidak setara, yaitupenggunaan poros penyangga
serta komponen base yang masing-masing menggunakan material aliminium serta
PVC.
Berdasarkan hasil identifikasi terhadap desain prosthetic jari tangan pada
penelitian sebelumnya, diperoleh data-data mengenai permasalahan yang timbul
pada desain prosthetic jari tangan yang dijabarkan menjadi usulan perbaikan dan
pengembangan, kemudian diterjemahkan menjadi atribut perancangan dan
kebutuhan fungsional perancangan, sehingga diperoleh komponen-komponen
spesifik yang digunakan dalam rancangan yang diwujudkan menjadi prototype
prosthetic jari tangan.
5.1.2 Perwujudan Prototype Prosthetic Jari Tangan
Prototype prosthetic jari tangan dalam penelitian ini terdiri atas beberapa
perangkat, dimana perangkat-perangkat tersebut tersusun oleh beberapa
komponen didalamnya. Perangkat-perangkat prototype prosthetic jari tangan ini
antara lain perangkat link prosthetic jari tangan yang tersusun oleh komponen link
1 sebagai aplikasi dari proximal phalanx prosthetic jari tangan, link 2 sebagai
aplikasi dari medial phalanx prosthetic jari tangan, link 3 sebagai aplikasi distal
phalanx prosthetic jari tangan, komponen joint, dan komponen poros penyangga,
kemudian perangkat base sebagai aplikasi pengganti komponen telapak tangan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 4
yang tersusun oleh komponen link base, komponen joint, dan komponen poros
penyangga, perangkat yang terakhir yaitu perangkat sistem penggerak.
Analisis untuk tiap perangkat dan komponen penyusun prototype prosthetic
jari tangan dengan akan dijabarkan dalam bahasan berikut ini.
A. Perangkat link prosthetic jari tangan.
Perangkat link prosthetic jari tangan berfungsi sebagai kerangka prosthetic
jari tangan manusia. Perangkat link prosthetic jari tangan ini terdiri dari
komponen link 1 sebagai aplikasi dari proximal phalanx prosthetic jari tangan,
link 2 sebagai aplikasi dari medial phalanx prosthetic jari tangan, link 3 sebagai
aplikasi distal phalanx prosthetic jari tangan, komponen joint, dan komponen
poros penyangga. Perangkat link prosthetic jari tangan ini diharapkan sesuai
dengan dimensi tangan manusia normal serta memiliki beban yang ringan, dan
kuat.
Pada perangkat link prosthetic jari tangan ini, telah dilakukan
pengembangan dan perbaikan dari desain pada penelitian sebelumnya yang
dilakukan oleh Dechev, et al (1999) serta Saliba dan Axiax, 2007. Beberapa
pengembangan dan perbaikan tersebut terdapat pada desain phalanx yang telah
menerapkan dimensi tangan manusia dalam perancangannya, serta pengguanaa
material PVC untuk mengganti material bahan aluminium yang digunakan pada
penelitian sebelumnya. Dengan mengadopsi struktur jari tangan manusia dengan
penerapan data antropometri dari jari tangan manusia dalam proses
perancangannya, serta penggunaan material bahan PVC yang memiliki sifat bahan
tahan lama, kuat, ringan, mudah dibentuk dan mudah dirangkai dalam pembuatan
komponen-komponen link 1, link 2, dan link 3, maka hal ini menunjukkan bahwa
desain ini telah dapat memenuhi kebutuhan fungsional perancangan yang
diharapkan.
Akan tetapi, perangkat link prosthetic jari tangan ini mengalami kendala
dalam proses pembuatannya, kendala yang dihadapi yaitu, mendapatkan tingkat
presisi yang baik pada proses pemesinan. Tingkat kepresisian akan sangat
diperlukan pada saat proses perakitan, dimana jika terdapat komponen yang
kurang presisi maka dapat menghambat proses perakitan. Untuk mendapatkan
tingkat presisi yang baik membutuhkan waktu yang cukup lama untuk
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 5
menyelesaikannya karena dimensi dari komponen yang diproses berukuran kecil
serta membentuk pola yang rumit. Jika terjadi kesalahan dalam proses pemesinan,
maka harus mengulangi proses dari awal. Hal ini menyebabkan pemborosan
komponen dan mempengaruhi besarnya biaya yang diperlukan untuk pembuatan
alat.
Pada penelitian selanjutnya diharapkan dapat melakukan eksperimen awal
dalam menetukan material bahan yang akan digunakan serta pada proses
pemesinan, hendaknya menggunakan mesin produksi yang dapat memproses
benda dengan tingkat presisi yang tinggi agar pada saat perakitan dan
pengaplikasiannya tidak menimbulkan hambatan yang berarti terhadap penelitian,
serta menghasilkan prototype prosthetic jari tangan yang lebih baik.
B. Perangkat base prototype prosthetic jari tangan
Perangkat base prosthetic jari tangan berfungsi sebagai pengganti telapak
tangan prosthetic jari tangan manusia. Perangkat base prosthetic jari tangan ini
terdiri dari komponen link base, komponen joint, dan komponen poros penyangga.
Pada perangkat link base prosthetic jari tangan ini, telah dilakukan
pengembangan dan perbaikan dari desain pada penelitian sebelumnya yang
dilakukan oleh Dechev, et al (1999) serta Saliba dan Axiax, 2007. Beberapa
pengembangan dan perbaikan tersebut terdapat pada desain phalanx yang telah
menerapkan dimensi tangan manusia dalam perancangannya, serta penggunaan
material PVC untuk mengganti material bahan aluminium yang digunakan pada
penelitian sebelumnya. Dengan mengadopsi struktur jari tangan manusia dengan
penerapan data antropometri dari jari tangan manusia dalam proses
perancangannya, serta penggunaan material bahan PVC yang memiliki sifat bahan
tahan lama, kuat, ringan, mudah dibentuk dan mudah dirangkai, maka hal ini
menunjukkan bahwa desain ini telah dapat memenuhi kebutuhan fungsional
perancangan yang diharapkan.
Pada penelitian ini perangkat base prosthetic jari tangan ini digunakan
sebagai penyangga prototype prosthetic jari tangan pada saat dilakukan tahap
eksperimen pengujian untuk menghitung gaya tarik dinamis yang dibutuhkan oleh
prototype prosthetic jari tangan saat melakukan gerakan fleksi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 6
Bentuk dan dimensi perangkat base prosthetic jari tangan pada penelitian
ini, disesuaikan dengan kebutuhan pemakaian, dalam hal ini perangkat base
prosthetic jari tangan digunakan sebagai penyangga prototype prosthetic jari
tangan pada saat dilakukan tahap eksperimen pengujian, sehingga bentuk dan
ukurannya harus disesuaikan dengan prototype prosthetic jari tangan dan alat
bantu eksperimen yang berbentuk tiang penyangga.
C. Perangkat sistem penggerak cross cable
Pada perangkat sistem penggerak cross cable pada prosthetic jari tangan ini,
telah dilakukan pengembangan dan perbaikan dari desain pada penelitian
sebelumnya yang dilakukan oleh Dechev, et al (1999). Beberapa pengembangan
dan perbaikan tersebut terdapat pada jalur lintasan cable yang pada penelitian
sebelumnya hanya menggunakan satu jalur lintasan cable, pada penelitian ini
dilakukanpengembangan dan perbaikan dengan mengacu pada penelitian yang
dilakukan oleh Saliba dan Axiax, 2007 yang menggunakan sistem cross cable
sebagai sistem penggerak pada desain prosthetic jari tangan. Sistem cross cable
merupakan sistem cable dengan menambahkan satu jalur yang bersilangan untuk
menghasilkan gerakan saling berlawanan, sehingga prosthetic jari tangan dapat
melakukan gerakan fleksi dan ekstensi. Dengan demikian menunjukkan bahwa
desain ini telah dapat memenuhi kebutuhan fungsional perancangan yang
diharapkan.
D. Perangkat sistem penggerak cross bar
Pada perangkat sistem penggerak cross bar pada prosthetic jari tangan ini,
telah dilakukan pengembangan dan perbaikan dari desain pada penelitian
sebelumnya yang dilakukan oleh Dechev, et al (1999). Beberapa pengembangan
dan perbaikan tersebut yaitu dengan pengguanaan material PVC untuk mengganti
material bahan aluminium yang digunakan pada penelitian sebelumnya.
Komponen bar terbuat dari bahan PVC karena ringan dan mudah untuk dibentuk.
Komponen bar tersusun dari beberapa rigid link yang ditautkan sedemikian rupa
sehingga dapat digunakan sebagai sistem penggerak.Dengan demikian
menunjukkan bahwa desain ini telah dapat memenuhi kebutuhan fungsional
perancangan yang diharapkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 7
Sistem penggerak menggunakan bar atau dapat juga disebut (rigid link),
menghubungkan komponen link yang berperan sebagai ruas-ruas jari pada tangan,
dengan menautkan bar pada poros penyangga yang terdapat pada setiap ruas jari
yang seluruh rangkaian bar terpusat pada tuas penarik yang ujungnya
dirangkaikan dengan tali penarik, sehingga pada saat terjadi penarikan tali pada
ujung tuas penarik, bar yang menghubungkan antara komponen tuas penarik
dengan jari akan mendorong ataupun menarik bar yang terdapat pada ruas jari
yang lain sehingga jari akan membuka atau menutup.
5.2 ANALISIS UJI EKSPERIMEN
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap pengujian eksperimen serta
dengan pengukuran kecepatan respon dalam menghitung besarnya gaya tarik
dinamis pengoperasian prosthetic jari tangan saat melakukan gerakan fleksi.
A. Analisis Tahap Eksperimen
Pengujian dilakukan terhadap kedua prototype prosthetic jari tangan dalam
mengukur besar gaya tarik dinamis yang dibutuhkan dalam pengoperasian
prototype prosthetic jari tangan. Pengujian dilakukan dengan 2 eksperimen yang
berbeda, perbedaan tersebut terdapat pada besar kelompok beban yang digunakan.
Pada pengujian eksperimen 1, beban yang digunakan adalah kelompok beban
dengan berat 500 gram, 550 gram, 600 gram. Pada pengujian eksperimen 2, beban
yang digunakan adalah kelompok beban dengan berat 79,74 gram dan 84,56 gram
Hal tersebut bertujuan untuk mengetahui apakah variasi dari faktor pembebanan
dan faktor desain dapat mempengaruhi besar gaya tarik dinamis yang dihasikan
secara signifikan.
Gambar 5.1 Pengujian Eksperimen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 8
Gambar 5.1 menunjukan proses pengujian eksperimen dengan
memanfaatkan sistem katrol yang telah dirancang sebagai penyangga prototype
prosthetic jari tangan untuk dikondisikan dalam posisi jari tangan menengadah
keatas. Hasil pengujian eksperimen berupa besar gaya tarik dinamis yang
dibutuhkan dalam pengoperasian prototype prosthetic jari tangan pada saat
melakukan gerakan fleksi.
B. Analisis Gaya Tarik Dinamis
Gaya tarik dinamis berkaitan erat dengan kecepatan respon gerak prototype
prosthetic jari tangan. Selain dari beberapa parameter tersebut, beberapa hal yang
dapat mempengaruhi besar gaya tarik dinamis yang dibutuhkan oleh prototype
prosthetic jari tangan dalam melakukan gerakan fleksi yaitu diantaranya : Jumlah
komponen penyusun prototype prosthetic jari tangan, Berat komponen penyusun
prototype prosthetic jari tangan, serta gaya gesek yang terjadi pada sistem gerak
prototype prosthetic jari tangan. Pada hasil pengembangan prosthetic jari tangan,
rata-rata besar gaya tarik dinamis yang dibutuhkan untuk melakukan gerakan
menutup jari tangan atau gerakan flexi pada prototype prosthetic jari tangan sistem
gerak cross cable sebesar 0,773 N. Sedangkan pada prototype prosthetic jari
tangan sistem gerak cross bar, gaya yang dibutuhkan yaitu sebesar 0,767 N.
Dari hasil pengukuran gaya tarik dinamis yang telah dilakukan, didapatkan
hasil bahwa untuk melakukan gerakan fleksi, desain prototype prosthetic jari
tangan sistem gerak cross cable membutuhkan gaya lebih besar daripada desain
prototype prosthetic jari tangan sistem gerak cross bar, hal tersebut dipengaruhi
oleh gaya gesek pada sistem cross cable, dimana terjadi kontak langsung antara
komponen cable nylon dengan poros joint penghubung antar link pada saat
melakukan gerakan.
C. Analisis Hasil Uji ANOVA
Dari hasil pengujian pada eksperimen 1 dan 2, dapat dianalisis bahwa
ditinjau dari faktor desain prosthetic jari tangan (faktor B), nilai F hitung > F
tabel, sehingga tolak H0 dan disimpulkan bahwa pengaruh desain prosthetic jari
tangan terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan tidak berbeda secara
signifikan untuk setiap level yang di uji.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 9
Dari hasil pengujian pada eksperimen 1 dan 2, dapat dianalisis bahwa
ditinjau dari faktor pembebanan (faktor A), nilai F hitung < F tabel, sehingga
terima H0 dan disimpulkan bahwa pengaruh pembebanan terhadap gaya tarik
dinamis yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan untuk setiap level yang di
uji.
Dari hasil pengujian pada eksperimen 1 dan 2, dapat dianalisis bahwa
ditinjau dari faktor desain prosthetic jari tangan (faktor B), nilai F hitung < F
tabel, sehingga terima H0 dan disimpulkan bahwa pengaruh desain prosthetic jari
tangan terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan tidak berbeda secara
signifikan untuk setiap level yang di uji.
Dari hasil pengujian pada eksperimen 1 dan 2, dapat dianalisis bahwa tidak
terjadi interaksi diantara kedua faktor, hal tersebut terlihat dalam nilai F hitung <
F tabel, sehingga terima H0.
5.3 INTERPRETASI HASIL PENELITIAN
Desain pengembangan prosthetic jari tangan terdiri atas dua mekanisme
sistem penggerak, yaitu mekanisme sistem penggerak cross cable dan cross bar.
Desain tersebut diwujudkan dalam dua prototype prosthetic jari tangan dengan
desain jari terdiri dari tiga ruas, yaitu proximal phalanx, medial phalanx, serta
distal phalanx. Prototype prosthetic jari tangan sistem penggerak cross cable
digerakkan dengan menggunakan kabel, sedangkan prototype prosthetic jari
tangan sistem penggerak cross bar digerakkan dengan menggunakan rigid link.
Bahan yang digunakan pada proses pembuatan prototype prosthetic jari
tangan bagian link, berasal dari plastik industri jenis PVC (polivinil klorida).
Pemilihan bahan PVC karena selain murah, bahan ini juga mudah dalam dibentuk,
awet, dan ringan, sedangkan komponen lain diperoleh dalam bentuk jadi.
Hasil pengembangan prosthetic jari tangan saat ini terlihat dari kemampuan
melakukan gerakan flexi dan extensi. Dalam melakukan gerakan flexi,
pembentukan sudut pada prototype prosthetic jari tangan sistem penggerak cross
cable lebih baik dari pada prototype prosthetic jari tangan sistem penggerak cross
bar. Hal tersebut dikarenakan pada prototype prosthetic jari tangan sistem
penggerak cross bar belum didapatkan bentuk dan dimensi yang optimal dari
rigid link yang digunakan sebagai sistem penggerak, sehingga perlu dilakukan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
V - 10
penelitian lebih lanjut tentang optimasi bentuk dan dimensi dari rigid link,
sehingga gerakan yang dilakukan prototype prosthetic jari tangan tidak terhambat
oleh rigid link dan sudut dari gerakan flexi dapat disesuaikan dengan kondisi
tangan manusia normal.
Gaya tarik dinamis hasil pengembangan prosthetic jari tangan pada kedua
mekanisme sistem penggerak terdapat perbedaan namun tidak signifikan, rata-rata
besar gaya tarik dinamis yang dibutuhkan untuk melakukan gerakan menutup jari
tangan atau gerakan flexi pada prototype prosthetic jari tangan sistem gerak cross
cable sebesar 0,773 N. Sedangkan pada prototype prosthetic jari tangan sistem
gerak cross bar, gaya yang dibutuhkan yaitu sebesar 0,767 N. Prototype
prosthetic jari tangan sistem gerak cross cable memiliki gaya tarik dinamis yang
lebih besar karena dipengaruhi oleh gaya gesek yang menghambat laju kabel.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
VI - 1
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
Kajian mengenai pengembangan prosthetic jari tangan merupakan usaha
untuk memperbaiki fungsi prosthetic tangan sebagai pengganti ketiadaan tangan
manusia. Ikhtisar hasil penelitian terangkum dalam kesimpulan serta masukan
perbaikan untuk penelitian selanjutnya tertuang dalam saran penelitian.
6.1 KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan antara
lain:
1. Penelitian ini menghasilkan prototype prosthetic jari tangan yang tersusun atas
beberapa perangkat, antara lain perangkat link prosthetic jari tangan,
perangkat base prosthetic jari tangan, perangkat sistem penggerak.
2. Hasil pengembangan prosthetic jari tangan saat ini terlihat dari kemampuan
melakukan gerakan flexi dan extensi. Dalam melakukan gerakan flexi, pada
prototype prosthetic jari tangan sistem penggerak cross cable lebih baik dari
pada prototype prosthetic jari tangan sistem penggerak cross bar. Hal tersebut
dikarenakan pada prototype prosthetic jari tangan sistem penggerak cross bar
belum didapatkan bentuk dan dimensi yang optimal dari rigid link yang
digunakan sebagai sistem penggerak.
3. Gaya tarik dinamis hasil pengembangan prosthetic jari tangan pada kedua
mekanisme sistem penggerak terdapat perbedaan namun tidak signifikan, rata-
rata besar gaya tarik dinamis yang dibutuhkan untuk melakukan gerakan
menutup jari tangan atau gerakan flexi pada prototype prosthetic jari tangan
sistem gerak cross cable sebesar 0,773 N. Sedangkan pada prototype
prosthetic jari tangan sistem gerak cross bar, gaya yang dibutuhkan yaitu
sebesar 0,767 N. Prototype prosthetic jari tangan sistem gerak cross cable
memiliki gaya tarik dinamis yang lebih besar karena dipengaruhi oleh gaya
gesek yang menghambat laju kabel.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
VI - 2
6.2 SARAN
Saran yang diberikan pada penelitian selanjutnya agar prosthetic jari tangan
mampu dikembangkan menjadi produk yang lebih baik, sebagai berikut:
1. Perlu dilakukan perbaikan terhadap desain rigid link, yaitu dengan melakukan
penelitian lebih lanjut tentang optimasi bentuk dan dimensi dari rigid link,
sehingga gerakan yang dilakukan prototype prosthetic jari tangan tidak
terhambat oleh rigid link dan sudut dari gerakan flexi dapat disesuaikan
dengan kondisi tangan manusia normal.
2. Untuk mendapatkan tingkat akurasi yang lebih baik, maka perlu dilakukan
penelitian lebih lanjut tentang sistem katrol yang digunakan sebagai alat
pendukung eksperimen, dalam pengukuran gaya tarik dinamis yang
dibutuhkan oleh prototype prosthetic jari tangan.
3. Mengacu pada perkembangan prosthetic tangan di luar negeri, perlu dilakukan
pengembangan terhadap kontrol pengoperasian prosthetic tangan dengan
menerapkan prinsip semi otomatis, sehingga beban pengguna untuk
mengoperasikan prosthetic tangan menjadi lebih ringan.